Глава 5

Предтеча В.И. Вернадского в энергетической трактовке эволюции природы и общества

(Из книги В.С. Чеснокова “Сергей Андреевич Подолинский”. С.53-80, М. Наука 2001.)

В.И. Вернадский не был лично знаком с С.А. Подолинским, но неоднократно обращался к его научной и общественно-политической деятельности, интересовался его судьбой, считал его одним из своих предшественников.

1923 г. В.И. Вернадский провел во Франции, будучи в научной командировке. В Сорбонне он читает лекции по геохимии, много занимается в библиотеках, продолжает работать над проблемами биогеохимии и живого вещества, ведет как обычно свой дневник. 3 июля 1923 г. в нем появляется следующая запись: “Очень любопытен Подолинский. Он меня давно интересует. Его энергетическая постановка, не понятая Марксом и Энгельсом, во многом новая. Он - один из предшественников и новаторов”¹.

В 1924 г. В.И. Вернадский посылает из Франции свою "Геохимию" в Академию наук Украины и 18 сентября пишет А.Е. Крымскому (непременный секретарь АН УССР с 1919 по 1922 гг.): “На с. 334-335 Вы найдете известия об украинце Подолинском, как видно, забытом научном новаторе. К сожалению, я не знаю, когда он умер, может Вы знаете?”². Что же это за место в “Геохимии”, где дается высокая оценка творчества С.А. Подолинского? Это очерк пятый “Углерод и живое вещество в земной коре”, § 20 “Энергия живого вещества и принцип Карно”. Вот о чем здесь говорится: “История идей, относящихся к энергетике жизни, взятой в рамках космоса, указывает на почти непрерывный ряд мыслителей, ученых и философов, приходивших более или менее независимо к одним и тем же идеям, но не углублявших поставленных ими проблем. Кажется будто давно уже царила благоприятная современным идеям атмосфера. Мы находим краткие, но совершенно ясные указания, мысли и факты на энергетическое отличие живого от мертвого - уже в трудах основателей термодинамики - у Р. Майера, В. Томсона (лорда Кельвина), Г. Гельмгольца. Эти указания не были поняты и оценены. Уже позже и самостоятельно, рано умерший С.А. Подолинский понял все значение этих идей и старался их приложить к изучению экономических явлений”³. Здесь следует ссылка В.И. Вернадского на три работы С.А. Подолинского⁴. В конце последней из названных работ, опубликованной на немецком языке в 1883 г., С.А. Подолинский писал, что надеется вернуться к рассматриваемым проблемам через некоторое время, и далее следует примечание редакции. Вот его текст: “Эта надежда талантливого автора, к сожалению, не осуществилась. Ему не удалось развить свою плодотворную идею о применении результатов физических исследований в области национальной экономики, так как он вскоре после окончания опубликованной здесь статьи пал жертвой неизлечимого нервного расстройства”⁵. Об этом не мог не знать В.И. Вернадский и отсюда его интерес к судьбе С.А. Подолинского.

В своих воспоминаниях 1943 г В.И. Вернадский отмечал, что в конце 70-х годов прошлого века он впервые ближе ознакомился с сочинениями М.П. Драгоманова и литературой, которую он и С.А. Подолинский издавали за границей, между прочим прочитал толстые тома “Громады”⁶. Следовательно, С.А. Подолинский оказал влияние и на становление общественно-политического мировоззрения В.И. Вернадского. Однако нас интересует естественнонаучная сторона этого влияния.

Вершиной естественнонаучного творчества С.А. Подолинского несомненно является его большая статья “Труд человека и его отношение к распределению энергии”, опубликованная в выходившем в Петербурге в период с 1878 по 1881 гг. ежемесячном журнале “Слово” (1880. № 4/5. С. 135-211)⁷. Статья С.А. Подолинского состоит из 12 разделов:

I. Что такое энергия? Ее сохранение и рассеяние.

II. Превратимая энергия на Земле.

III. Сбережение энергии.

IV. Появление организмов. Значение растений в распределении

энергии.

V. Значение животных и человека в распределении энергии. Понятие о труде.

VI. Происхождение способности к работе в организме человека-

VII. Человек как термическая машина.

VIII. Труд как средство для удовлетворения потребностей

IX. Различные роды труда и их отношение к распределению энергии

X. Труд, направленный на производство механической работы

XI. Расхищение и накопление энергии

XII. Общие выводы

Статья вызвала столь широкий резонанс, что за короткое время была переведена и опубликована с некоторыми изменениями и дополнениями ведущими европейскими социалистическими изданиями⁸. С.А. Подолинский послал свою статью (первая статья из перечисленных в предыдущей сноске) К. Марксу и получил от него благожелательный отзыв⁹. Сохранился конспект К. Маркса этой работы С.А. Подолинского¹⁰ (см. приложение).

Рассмотрим основные идеи С.А. Подолинского, представленные им в статье “Труд человека и его отношение к распределению энергии”. Цель данной работы была раскрыта автором уже в первом ее абзаце: “Труд человека и тех животных, к действиям которых приложимо понятие о труде, есть один из многочисленных видов проявления общей мировой энергии. Как ни разнообразны и сбивчивы в настоящее время понятия о труде, мы надеемся, что в таком общем виде наше определение не встретит возражений. Целью нашей будет попытаться, выходя из этого общего положения, выяснить значение условий, сопровождающих происхождение труда, представить главнейшие проявления его в жизни организмов и указать на последствия потребления труда, т.е. на последствия воздействия трудящихся людей и животных на окружающую природу”.

Под словом “энергия” какой-либо системы тел нынешняя наука понимает сумму способностей тел этой системы к каким бы то ни было действиям, разъясняет С.А. Подолинский. Далее он замечает, что необходимо признать все роды энергии кинетическими, т.е. представляющими собой движение. Деление энергии на кинетическую и потенциальную обусловлено лишь тем, что первая представляет собой движение, непосредственно доступное нашему ощущению, тогда как вторая также движение, однако недоступное нашему ощущению. Лавина, нависшая над обрывом, заряженная пушка, пища человека, еще не превращенная в мышечное сокращение при работе, - вот примеры потенциальной энергии.

Солнца посылают в мировое пространство энергию под видом тепловых, световых, химических лучей, магнетизма и т.п., и такая постоянная передача энергии должна со временем привести к повсеместному уравнению энергии. Энергия вселенной постоянно переходит от легко превратимых форм к более устойчивым, и вследствие этого возможность превращений в ней постоянно уменьшается. Это стремление мировой энергии к повсеместному уравнению называют рассеянием энергии, или, по Клаузиусу, энтропией. Основные положения Клаузиуса: 1. энергия вселенной постоянна; 2. энтропия вселенной стремиться к максимуму.

Солнце продолжает снабжать нас громадным количеством непревращенной энергии, и запас ее еще очень велик. Но, заключает первый раздел статьи С.А. Подолинский, отсюда не следует, что распределение превратимой энергии на земной поверхности наиболее выгодно для человеческой жизни. Возможность более выгодного распределения этой энергии находится - до известной степени — в руках самого человека.

Во второй части статьи С.А. Подолинский рассматривает виды превратимой энергии, которые имеются на Земле. Таких видов он насчитывал семь. 1. На первом месте по величине стоит энергия вращения Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси. Известен расчет, согласно которому, если бы Земля внезапно остановилась в своем вращении вокруг Солнца, то развилось бы количество тепла, равное количеству тепла от сожжения угольного шара, превышающего массу Земли в 14 раз. Энергия вращения Земли вокруг своей оси частично превращается в тепло посредством трения о массу воды, отстающую под влиянием приливов от движения Земли. Пользуясь силой прилива для приведения в действие машин, например мельниц, мы запасаемся этой силой в период подъема или набегания приливной волны. Мы удерживаем часть воды на известной высоте, выжидаем время отлива и затем извлекаем пользу из ее падения. Пока еще вращение Земли вокруг своей оси очень редко применяется как источник двигательной силы. 2. Внутренняя теплота Земли. Она обнаруживается во время землетрясений и при извержении вулканов, деятельность которых носит слишком случайный и нестабильный характер, чтобы служить источником энергии для промышленного или иного применения. Земной магнетизм играет практическую роль в мореплавании, при изготовлении научных приборов и проч. Горячие источники могут служить для технических целей, отопления жилищ и теплиц. 3. Ненасыщенное химическое сродство, за исключением свободного сродства кислорода атмосферы, почти не существует на земной поверхности. 4. Движение воздуха, или ветер. 5. Сила падающей воды. 6. Свободное химическое сродство, заключающееся в топливе органического происхождения. 7. Превратимая энергия в живых растениях, животных и людях.

В третьей части статьи С.А. Подолинский анализирует проблему сбережения энергии до появления органической жизни на поверхности Земли. Энергия ненасыщенного сродства в то время была очень мала. Земля тогда, может быть, получала солнечной энергии немного более, чем в настоящее время, но зато и рассеивала свою энергию гораздо скорее, чем теперь. Большое количество лучистой энергии, получаемой от Солнца, весьма мало увеличивало количество превратимой энергии на Земле, так как химические лучи Солнца не находили на ее поверхности таких тел, на которые они могли бы действовать, как действуют теперь, при помощи растений, т.е. разлагая насыщенные соединения и обращаясь лишь частично в превратимую энергию. Они в то время отражались и уходили в мировое пространство. За исключением движения нагретого воздуха и воды, поднятой испарением, лучистая солнечная энергия не обращалась тогда на Земле в превратимую энергию.

В то время, когда еще не было жизни на земной поверхности, когда углерод теперешнего каменного угля с кислородом нынешней атмосферы составляли вместе насыщенное, т.е. лишенное превратимой энергии соединение (CO₂), общий бюджет превратимой энергии был меньше, чем теперь. Для того чтобы при истощающихся источниках энергии на земной поверхности могло произойти накопление превратимой энергии, необходим процесс сбережения энергии или даже процесс превращения устойчивой формы энергии (теплоты) в высшую форму, достаточно легко превращаемую в механическое движение.

Перечислим теперь основные способы, которыми солнечная энергия может превращаться в механическое движение: сообщение движения воздуху посредством изменения его упругости, поднятие воды путем испарения, химическая диссоциация при помощи растений, мышечная работа животных и человека, изобретение и устройство искусственных двигателей, машин, работающих при помощи психической и мышечной работы человека и высших животных.

Четвертая часть статьи посвящена появлению растений на земной поверхности и их роли в перераспределении энергии. Появление органической жизни на суше коренным образом изменило не только вид и свойства поверхности Земли, но также количество и способ распределения высших видов энергии. С.А. Подолинский не интересуется вопросом о первом появлении организмов. Гораздо важнее, считает он, проблема быстрого их размножения и распространения. Организмы распространяются потому, что с успехом выдерживают борьбу за существование с неорганической природой, так как обладают большим запасом превратимой энергии. Обладая этим запасом, а также известной способностью к механическому движению, например росту корня вниз, а стебля вверх, и имея почти монополию на сбережение солнечной энергии, заключающую в себе значительную ее часть, способную к превращению в высшие формы, растения с успехом совершали и продолжают совершать это превращение до сих пор. Атмосфера, в достаточной степени освобожденная от углекислоты, и громадные залежи каменного угля - главные свидетели и результат многовековой деятельности растений.

Важнейшей особенностью растений является их способность с помощью химических лучей Солнца разлагать при обычных условиях такие устойчивые соединения, как углекислый газ и воду. Согласно С.А. Подолинскому, растения - злейшие враги мирового рассеяния энергии. Они сберегают солнечную энергию, преобразуя ее в свободное химическое сродство, они задерживают ее на земной поверхности, не нагревая ее, не повышая ее температуру, не увеличивая ее потери. Растения накапливают энергию, способную к дальнейшим всевозможным превращениям. Иными словами, в них совершается работа по подъему части солнечной энергии с низшей ступени на высшую, “поднятию энергии в степени”, по выражению В. Томсона.

Сколько именно растения сберегают солнечной энергии, например, в течение года, вычислить еще очень трудно, считает С.А. Подолинский, так как “для этого следовало бы знать количество тепла, получаемое всеми растениями на Земле, и количество рассыщенного сродства, сберегаемое в них в течение года через разложение угольной кислоты, аммиака и других насыщенных или близких к насыщению соединений. Так как в некоторых странах Европы уже сделаны расчеты необходимого числа градусов тепла, нужных для того чтобы довести до зрелости разные сорта хлебов и других возделываемых растений; так как, кроме того, средние урожаи этих растений также известны, а состав почвы всегда может быть определен, то можно надеяться, что скоро удастся определить, какой процент получаемой от Солнца энергии может сберечь в высшей форме питательного вещества и топлива десятина пшеницы или в материале для одежды десятина конопли и т.п. В настоящее время наибольшее затруднение для такого определения энергии заключается не в вычислении энергии сбереженной, но в определении энергии получаемой. Несомненно, что на жизнь растений имеют влияние, кроме теплоты солнечных лучей, еще и свет, и химическое действие их, а для них эквиваленты в теплоте или механической работе еще не могут быть найдены с достаточной точностью”¹¹.

Таким образом, растения останавливаются на полпути, они только накапливают энергию, и лишь тогда накопленная растениями энергия расходуется на подъем нового ее количества на высшую ступень, когда этот запас входит в состав пищи человека или домашнего животного или же служит топливом для машин, построенных и управляемых трудом человека.

В следующей, пятой, части статьи С.А. Подолинский переходит к рассмотрению роли животных и человека в распределении энергии и вводит понятие о труде. С тех пор, как существуют на Земле животные, часть растений идет им в пищу; и в таком случае сбереженная ими (растениями) солнечная энергия начинает играть совершенно иную роль.

Животные превращают часть сбереженной растениями энергии в высшую ее форму, в механическую работу, но затем рассеивают ее непроизводительно, т.е. не употребив растрату ее на новое превращение части солнечной энергии в высшие формы.

Мы имеем здесь два процесса, составляющие жизненный круговорот. Растения сберегают известное количество энергии, но животные, поедая растения, превращают при этом часть сбереженной энергии в механическую работу и рассеивают превратимую энергию, содержавшуюся в потребленных ими растениях. Если количество сбереженной растениями энергии превосходит ее количество, рассеиваемое животными, то происходит накопление энергии, например в виде пластов каменного угля. Но так как эта запасенная энергия находилась под землей, то первобытные люди не могли ею воспользоваться, и она не входила в ежегодный бюджет органической жизни.

Если бы животная жизнь преобладала над растительной, то, истощив запасы питательных веществ растений, животная жизнь сократилась бы соответственно количеству энергии, сберегаемой растениями. Это был бы своего рода застой, несмотря на наличие жизни и на постоянный обмен веществ и энергии. Причина такого застоя ясна. Она состоит в том, что высшие формы энергии, добытые растениями и животными, бесполезно рассеиваются в пространстве, а не направлены на единственно полезную в смысле увеличения энергии на Земле работу, т.е. на новое превращение низших форм энергии в высшие.

Но, продолжает С.А. Подолинский, взглянув вокруг себя, мы убедимся, что в настоящее время подобного застоя не наблюдается. Количество солнечной энергии, принимающей на земной поверхности вид энергии более превратимой, несомненно, постепенно увеличивается. Число домашних животных и людей также постоянно растет. Они вместе представляют более живого вещества* и потребляют большее количество питательного материала, накапливаемого растениями, чем дикие животные. Мы видим, правда, что существуют страны, бывшие когда-то богатыми и превращенные ныне чуть ли не в пустыни, но такие метаморфозы слишком явно зависели от ошибок в хозяйстве. В общем нельзя не признать, что со времени появления человечества значительно увеличилась производительность питательного материала, заключающего запас превратимой энергии на земной поверхности. [* Термин “живое вещество”, вероятнее всего, заимствован С.А. Подолинским у К. Бернара. Впоследствии его широко использовал В.И. Вернадский, хорошо знавший труды этих ученых. - ВСЧ]

В подтверждение своих мыслей С.А. Подолинский приводит следующий пример из селькохозяйственной статистики Франции. В этой стране существует (речь идет о последней четверти XIX в.) около 9 млн га леса, доставляющих в среднем ежегодный прирост древесины, равный 35 млн стэрам, т.е. м³, весом около 81 млн метрических кинталов (один кинтал равен 100 кг). Следовательно, ежегодный прирост древесины с 1 га составляет 900 кг. Ежегодное накопление солнечной энергии на каждом гектаре леса составляет: 900 х 2550 = 2 295 000 ккал, где 2550 ккал - удельная теплота сгорания 1 кг древесины.

Естественные луга во Франции занимают 4,2 млн га и производят в среднем ежегодно 105 млн метрических кинталов сена, или 2500 кг/га. Накопление солнечной энергии ежегодно на каждом гектаре составляет 2500 х 2550 = 6 375 000 ккал.

Таким образом, без вмешательства труда, растительность в лесу или на лугу ежегодно накапливает на одном гектаре количество солнечной энергии соответственно 2 295 000 и 6 375 000 ккал. При участии труда сразу же происходит значительное увеличение.

Табл.2

№№ п/п		Угодья
		Естественные		Культивируемые
		Лес	Луг	Луг	Пшеница
1	Прирост биомассы, кг/га в год	900	2500	3110	800 (зерно) 2000 (солома)
2	Накопление солнечной энергии, ккал/га в год	2295000	6375000	7905000	8100000
3	Труд человека, час/га в год	0	0	80	200
4	Работа лошади, час/га в год	0	0	50	100
5	Труд человека и работа лошади, ккал/га в год	0	0	37450	77500

Во Франции искусственные луга занимают 1,5 млн га, которые за вычетом ценности семян производят ежегодно 46,5 млн метрических кинталов сена, т.е. по 3100 кг/га. Следовательно, ежегодное накопление cолнечной энергии на 1 га равно: 3100 х 2550 = 7 905 000 ккал. Избыток против естественного луга составляет: 7905000-6375000 = 1 530 000 ккал и получен он благодаря труду, приложенному к устройству искусственного луга. Труд этот для одного гектара искусственного луга равняется ежегодно 50 часам работы лошади и 80 часам работы человека. Вся эта работа, выраженная в тепловых единицах, составляет 37 450 ккал. Таким образом, каждая ккал, приложенная в виде трудa человека или работы лошади к устройству искусственного луга, производит избыток накопления солнечной энергии, равный: 1 530 000 : 37 450 = 41 ккал.

То же наблюдается и при возделывании зерновых. Во Франции пшеницей засевается 6 млн га, которые за вычетом семян дают 120 млн метрических кинталов соломы и 60 млн гектолитров зерна ежегодно, -е. с 1 га получают 10 гектолитров, или 800 кг, зерна и 2000 кг соломы. Ежегодное накопление солнечной энергии на каждом гектаре пшеницы составляет: 800 х 3750 + 2000 х 2550 = 8 100 000 ккал. Избыток над естественным лугом составляет: 8 100 000 - 6 375 000 = 1 725 000 ккал. Тля получения его затрачено 200 часов труда человека и 100 часов работы лошади, в тепловых единицах это составляет 77 500 ккал. Следовательно, каждая ккал, затраченная в виде труда человека и работы лошади на 1 га пшеницы, производит избыток солнечной энергии, равный: 1 725 000 : 77 500 = 22 ккал (см. табл. 2).

Единственной причиной такого избытка накопления солнечной энергии, считал С.А. Подолинский, является потребление труда человека и направляемого им рабочего скота, в данном случае лошади. Отсюда ученый определяет понятие “труд”. “Труд есть такое потребление механической и психологической работы, накопленной в организме, которое имеет результатом увеличение количества превратимой энергии на земной поверхности”¹².

Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Задолго до С.А. Подолинского выяснить физическую природу прибавочного продукта пытались физиократы. Их центральная идея состояла в том, что источник прибавочного продукта следует искать в физической производительности земли. Основное материальное отличие земледелия от промышленности физиократы видели в том, что в земледельческом процессе природа создает новую материю сверх имевшейся ранее, промышленность же не в состоянии увеличить количество материи и ограничивается приданием ей разной формы. Эту мысль ярко выразил итальянский физиократ Паолетти: “Дайте повару известное количество гороху, из которого он должен приготовить вам обед. Он подаст вам его на стол хорошо сваренным и приготовленным, но в том же количестве, в каком он его получил. А дайте то же количество садовнику, чтобы он доверил его земле, и когда придет время, он отдаст вам по крайней мере вчетверо больше того, что получил. Вот истинное и единственное производство”¹³.

Однако вернемся к изложению статьи С.А. Подолинского. Человек, пишет он, определенными волевыми актами способен увеличивать долю энергии, накапливаемой на земной поверхности, и уменьшать количество энергии, рассеиваемой в пространстве. Культивируя растения на новых землях или расширяя использование старых земель, осушая болота или орошая засушливые местности, применяя улучшенные сорта и сельскохозяйственные машины, защищая растения от их естественных врагов, человек добивается первой цели. Изгоняя или истребляя вредителей растений и животных, используя труд портных, сапожников, ремесленников, изобретателей машин, процессы воспитания и образования, люди достигают второй цели.

Уже на самой ранней стадии развития человека энергия питания частично переходит в механическую и психическую работу, которая, как. например, изготовление орудий труда или оружия, постройка жилищ или приручение животных, должна быть отнесена к полезному труду. т.е. к деятельности, увеличивающей количество сберегаемой энергии. Но не только у первобытного человека, но и у некоторых животных мы должны признать наличие способности к труду, и притом не только у домашних, но и у диких животных, помимо вмешательства человека. Сюда могут быть отнесены муравьи, у которых существует даже разделение труда; птицы, совершенствующие способы постройки гнезд; постройки бобров и т.п. Несомненно, что подобные действия имеют результатом сбережение части превратимой энергии животного от рассеяния. В этом смысле постройка жилищ у животных преследует те же цели и достигает в общем тех же результатов, что и у человека.

В первобытной деятельности человека труд еще не был важным элементом. Мускульную деятельность дикаря не следует смешивать с полезным трудом. Дикарь работал много, но в результате очень незначительно увеличивал запас превратимой энергии на земной поверхности. Напротив, современный рабочий, управляющий машиной или станком, ничтожно мало напрягает свои мышцы в сравнении с полезностью своего труда, в смысле увеличения общего запаса энергии. Гораздо заметнее становится доля полезного труда у первобытного человека в изготовлении орудий, лодок, рыболовных снастей и других средств к труду, потому что этим путем явно сберегается часть энергии, рассеиваемой человеком при постройке жилища, выделке одежды, охоте, рыбной ловле и проч. Благодаря этому сбережению энергии у человека, видимо, и появился впервые необходимый для него досуг и сохранился запас сил, которые и были употреблены им на труд, а в результате труда - на сбережение дополнительного количества солнечной энергии на земной поверхности. Первым трудом такого рода было приручение домашних животных, разведение и охрана стад, систематическое истребление хищников и т.п. Изобилие домашних животных, оградив людей на некоторое время от крайней нужды, дало им досуг, вызвало к жизни предприимчивость и умственное развитие, необходимые для успешного проведения тех многочисленных наблюдений и более или менее удачных опытов, которые предшествовали всеобщему распространению земледелия.

Здесь только в первый раз, отмечает С.А. Подолинский, мы встречаемся с трудом такого рода, где справедливость нашего определения труда уже не скрывается разными побочными обстоятельства, а ясно наступает на первый план. Десятина дикой степи или леса без вмешательства человека производит ежегодно известное количество питательного материала; человек прилагает к ней свой труд и сразу же производительность десятины возрастает в 10, 20 и более раз. Конечно, человек не создает материю, не создает он и энергию. Материя уже находилась сполна в нашей десятине земли, в посеянном зерне, в атмосфере; энергия вся сполна получалась от Солнца. Но благодаря приложению человеческого труда, десятина земли могла сберечь в материи покрывающей ее растительности в 10 или 20 раз более энергии, чем прежде. Земледелие истощает почву только тогда, заключает С.А. Подолинский, когда оно ведется неблагоразумно, хищническим образом. Напротив, при усовершенствованном хозяйстве земля дает наибольшие урожаи именно там, где земледелие существует уже очень давно, например в Англии, Франции, Египте, Китае, Японии и проч. Следовательно, правильное земледелие есть наилучший представитель полезного труда, т.е. работы, увеличивающей сбережение солнечной энергии на земной поверхности.

Далее С.А. Подолинский исследует происхождение способности к работе в организме человека (шестой раздел статьи) и говорит, что вся механическая работа в организме животных и человека имеет началом энергию, сбереженную в пище в форме химического сродства, которое, насыщаясь в теле химическим сродством вдыхаемого кислорода, переходит в теплоту, часть которой превращается в механическую работу. Теплота, вырабатываемая в организме человека, кроме внешней механческой работы, идет еще на внутреннюю: кровообращение, движение кишок, на поддержку постоянной температуры, на испарение воды и т.д. Поэтому только небольшая часть теплоты может превращаться во внешнюю механическую работу или в труд, если эта внешняя работа будет иметь результатом увеличение энергии на земной поверхности.

На основании опытов Г. Гирна и Г. Гельмгольца С.А. Подолинский вывел величину экономического коэффициента человеческой машины, т.е. величину процента тепла, превращенного в механическую работу. Это значение оказалось равным 1/5, или 20%. Из общего количества потерь организма, переходящих в тепло, 1-2% теряется с испражнениями (моча и кал), 4-8% - потери, связанные с дыханием, 20-30% -потери на испарение воды, остальные 60-75% - лучеиспускание и механическая работа.

Рассмотрев биологические основы происхождения способности к механической работе в теле человека, С.А. Подолинский перешел к анализу человека как термической машины (седьмой раздел). Под термической машиной он понимал всякую машину, имеющую способность превращать часть низшей, менее превратимой, энергии в высшую, наиболее превратимую, т.е. в механическую работу. Конечно, при сравнении работающего человека с любой термической машиной сказывается большая сложность человеческого организма. Машина получает источник для своей деятельности одним каким-нибудь определенным способом, т.е. сжиганием топлива или химическими процессами, совершающимися в гальванических батареях. Работа машины совершается также приблизительно в одном каком-либо направлении. Совсем иное происходит у человека. Правда, и у него пища составляет вместе с дыханием почти единственный источник энергии, но для ее сохранения человек употребляет целый ряд способов. Эти способы применяются или чисто инстинктивно, как удовлетворение некоторых потребностей, или преднамеренно, под видом воспитания, обучения и т.п. В действительности, например, одежда, обувь и жилище, удовлетворяющие человеческие потребности в защите от излишних потерь тепла, также точно ведут к сбережению и выгодному распределению энергии в теле человека, как, например, образование и обучение ведут к более выгодному употреблению энергии во время работы.

Еще более важное различие, существующее между человеком и любой термической машиной, заключается в многообразии действий человека. Не говоря о психических функциях, механические движения человека по своей многочисленности и разнообразию едва ли могут быть превзойдены каким-нибудь механическим устройством. Это разнообразие и многочисленность движений человеческого организма и его рук дают человеческому труду при его потреблении возможность одновременно производить в предметах все те перестановки, которыми обусловливается сбережение лишних количеств энергии, например совершать всю длинную серию земледельческих и других работ. Как доказано практикой, руки правдивее органа речи, так как обнаруживают в произведениях своего труда то, что скрывают слова. Вместе с тем работающие руки принуждают к развитию мыслительную деятельность.

Возвращаясь к происхождению энергии у человека, необходимо упомянуть о необходимости удовлетворения некоторых психических потребностей, которые должны быть включены в бюджет энергии, потребляемой человеком. Понятно, что чем выше развитие человека, тем больше места в его бюджете занимают психические потребности. В большей части цивилизованных стран люди, состоятельные, но и не богатые, тратят на питание около половины своих доходов. Жилье, одежда, обувь, удовлетворение психических потребностей составляют вместе вторую половину их издержек. Теперь мы должны уточнить значение экономического коэффициента человеческого организма. Приняв во внимание все источники энергии, потребляемой людьми для производства в себе способности к механической и психической деятельности, значение экономического коэффициента человеческого организма должно быть уменьшено до 1/10, особенно если учесть, что часть своей жизни человек проводит непроизводительно, например в детстве, старости или во время болезни. В первые времена после своего появления на планете человек жил исключительно за счет запасов, которые он застал сбереженными. Человек охотился на зверей и птиц, ловил рыбу, собирал плоды. Бели бы человек не достиг высшего развития по сравнению с другими хищными животными, то он или был бы уничтожен ими, или же выжил в соответствии с действием общего закона борьбы за существование. Но мы видим, что под влиянием более тонкой организации мозга и преимуществ строения передних конечностей, человек начал тратить механическую энергию, которая накапливалась в его организме, на особые действия, имевшие следствием увеличение запасов энергии на земной поверхности. С тех пор существование, размножение и развитие людей были обеспечены. Таким образом, мы видим, что груд людей имеет способность превращать в высшие формы, годные для удовлетворения потребностей, количество энергии в 10 раз превышающее его собственную величину, т.е. труд при своем потреблении с помощью растений, домашних животных, машин сберегает энергии в 10 раз больше, чем он сам заключает в себе, а в будущем сбережение может возрасти до 15 и более раз.

Количество труда и обусловленное им увеличение обмена энергии на земной поверхности должны постоянно возрастать не только потому, что возрастает численность людей, но и потому, что энергетический бюджет каждого человека также растет. Рядом с увеличением потребностей и сопровождающим его падением экономического коэффициента увеличивается производительность самого труда, т.е. благодаря использованию достижений науки и различным усовершенствованиям, меньшее количество превратимой энергии человеческого труда способно превращать большие количества низшей энергии в высшие формы, чем это делалось прежде.

С.А. Подолинский рассматривал человечество в качестве “совершенной машины” в смысле С. Карно, т.е. такой машины, которая облагает способностью совершать наряду с прямым и обратный цикл, подавая самой себе необходимую тепловую энергию в топку и превращая тепло топки в работу. Такой способностью не обладают ни растения, ни животные, ни техника, построенная руками человека, поэтому они не могут быть названы “совершенными машинами”. Только человеческое общество, но лишь вместе со всем своим хозяйством (нивами, стадами, машинами и проч.) можно назвать “совершенной машиной”, которая сама себя ремонтирует, конструирует и создает новые машины, обеспечивает себя урожаем, вскармливает молодняк домашнего скота, воспитывает и обучает подрастающее поколение. Человеческий труд возвращает обществу в виде пищи, одежды, жилищ, удовлетворения духовных потребностей всю ту сумму энергии, которая была израсходована при их производстве. Таким образом, только человеческое общество способно обращать свой труд на накопление энергии, необходимой для удовлетворения своих будущих потребностей.

В следующем, восьмом, разделе С.А. Подолинский рассматривает труд в качестве средства, служащего для удовлетворения потребностей. Та степень, в которой удовлетворяются потребности наличным количеством сбереженной энергии, находится в зависимости от нескольких факторов, главными из которых являются: запас превратимой энергии на земной поверхности, численность населения, объем потребностей людей, производительность, т.е. способность увеличивать количестве сбереженной энергии, труда.

Запас энергии в растениях в момент появления человека очень облегчил ему победу в борьбе за существование с дикими животными. Этим запасом человек воспользовался не только как пищей, но и как материалом для постройки жилищ, для выделки орудий и оружия, как топливом. Умение пользоваться огнем, т.е. опять-таки солнечной энергией, сбереженной растениями, значительно помогло человеку одержать первые и самые трудные победы. Животные могли противопоставить человеку в борьбе с ним только энергию своего собственного тела, поддерживаемую пищей, добытой с немалым трудом и при всеобщей конкуренции. Человек, более слабый от природы, шел против них с целым запасом орудий, правда, еще очень примитивных, но представлявших в сумме больший запас живой силы, чем могучие мышцы пещерного медведя или острые когти королевского тигра. Первые ступени человеческой изобретательности сводились к сосредоточению определенного запаса энергии в наименьшем пространстве. Дубина обрушивалась на поверхность, топор или нож ограничивали действие уже линией, копье или стрела направлялись к одной точке. Этот процесс все нарастающего сосредоточивания, все увеличивающейся концентрации энергии характеризует собой и дальнейший технический прогресс - появление взрывчатых веществ, двигателей внутреннего сгорания и т.п. Сконцентрированная в малом объеме энергия, освобождаясь, дает могучие эффекты, и с этим процессом концентрации энергии начинает действовать другой - борьба за время.

Известно, что численность людей находится в прямой зависимости от величины наличной энергии. Охотничьи племена и племена, живущие исключительно скотоводством, никогда не были многочисленными. Только после начала земледелия начинается и быстрый рост населения.

Для того чтобы понять влияние полезного труда на увеличение энергии, а следовательно, и на увеличение численности человечества, необходимо ближе ознакомиться с понятием о труде, с его специальным характером удовлетворения потребностей. Конечно, труд не производит вещества, вся его производительность может заключаться только в присоединении чего-то, также не созданного трудом, к веществу. Это “что-то” и есть превратимая энергия, потребление которой с помощью труда служит удовлетворению наших потребностей.

Не нужно, однако, забывать, что и помимо труда земная поверхность накапливает известные запасы энергии, которые могут быть потреблены человеком. Но экономисты давно понимали, что эти запасы ничтожны сравнительно с теми, которые доставляются трудом. Например, Дж. Стюарт говорил: “Естественные произведения земли, будучи доставляемы землей лишь в небольшом количестве и совершенно независимо от человека, напоминают собой небольшую сумму денег, которая дается молодому человеку с тем, чтобы поставить его на жизненную дорогу и дать ему возможность начать какое-либо промышленное предприятие, при помощи которого он должен постараться сделать сам свое собственное счастье”. Таким образом, естественные произведения земли не в состоянии удовлетворить все потребности рода человеческого. Для того чтобы удовлетворить их, нужно увеличить количество этих произведений. Средством для этого служит полезный труд.

Чем выше развитие человека, чем сложнее его нравственная и умственная жизнь, тем более труда он вынужден посвящать удовлетворению своих потребностей. Возьмем в качестве примера нравственной потребности чувство сочувствия, и мы увидим, что в первые эпохи существования человека оно почти не влияло на количество труда; теперь же, не говоря о повсеместной, более или менее обширной организации благотворительности, сочувствие играет весьма важную роль в некоторых социально-политических движениях, и вообще количество груда, им вызываемое, стало очень значительно. То же мы можем сказать о потребности научного знания, которую возьмем как пример умственной потребности. Удовлетворение этой стороны человеческой жизни, не вызывавшее никакого труда у первобытного человека, ведет теперь к постройке университетов с их лабораториями, к организации научных экспедиций и вообще к целому ряду действий, обусловливающих значительное потребление труда. Отсюда можно сделать вывод, что чем дальше идет развитие человечества, тем большее участие в удовлетворении потребностей принимает труд.

В девятом разделе статьи С.А. Подолинский анализирует различные виды труда и их отношение к распределению энергии. Он начинает с рассмотрения охоты и рыболовства и отмечает, что эти виды труда только изменяют направление обмена энергии, но не увеличивают его количественно. Но здесь необходимо учитывать то обстоятельство, что психическая работа, совершающаяся в голове человека под влиянием хорошего питания, отличается от психической работы, совершавшейся у животных, доставляющих ему пищу. Мозговая работа человека может придать такое направление его деятельности, вследствие которого лишнее количество солнечной энергии будет вовлечено в обмен на земной поверхности. Именно это лишнее количество энергии, вовлеченное в обмен человеком, и обусловило его победу над дикими животными.

Рядом с рыбной ловлей шло изготовление оружия и орудий труда. Здесь отношение между сбережением или увеличением энергии и трудом уже гораздо яснее, чем при звероловстве и рыбалке без всяких орудий. Даже самый простой каменный топор позволяет человеку рубить такие большие деревья, которые без его помощи вовсе не были бы срублены, и запас их энергии еще долгое время не входил бы в обмен, совершающийся человечеством на земной поверхности. Выделка каменного топора (орудия труда) повела не только к сбережению части мышечной силы работника (известного количества превратимой энергии), но и к интенсификации обмена превратимой энергии Солнца, сбереженной в древесине.

Далее С.А. Подолинский рассуждает об изготовлении рыболовной сети, гончарных изделий, одежды и обуви, о постройке жилья для человека и помещений для домашних животных.

Все предварительные работы, необходимые для подготовки материала, из которого делается одежда или обувь, сами по себе не увеличивают обмена энергии. То же можно сказать и о самом изготовлении одежды или обуви. В действительности же все-таки все эти работы должны быть названы полезным трудом, потому что конечная их цель - сберечь часть превратимой энергии, накопленной в теле человека, посредством защиты от холода, ветра, дождя и т.п. - может быть достигнута не иначе, как при помощи всех этих предварительных операций.

На первый взгляд постройка каменного дома может показаться связанной с рассеянием, а не со сбережением энергии. Добыча камней, придание им необходимой формы, перевозка камней и строительство дома рассеивают огромные количества энергии. Однако, поселившись в доме, человек начинает безо всяких усилий со своей стороны сберегать тепло своего тела, а также получать с избытком вознаграждение за всю энергию, потраченную при постройке дома в форме всевозможных удобств и выгод.

Вся энергия, потраченная на сооружение рудника, на добычу и плавку руды и получение металлических изделий, все же вернется в виде сбереженной энергии человека, вследствие тех облегчений и уменьшения затрат, которые доставит ему железо, превращенное в орудия труда, - инструменты, машины и т.п.

Теперь рассмотрим вид труда, дающего такое преобладающее увеличение энергии, которое только и делает возможным долговременные затраты, предшествующие вознаграждению при других разновидностях труда. Это земледелие, или производство пищи. Пища необходима человеку при всех обстоятельствах, и только она даст ему возможность предпринимать всякие другие работы, ведущие к общему увеличению энергетического обмена, т.е. к удовлетворению потребностей человека. Под земледелием и его произведениями, замечает С.А. Подолинский, мы будем понимать только трату механической работы человека, непосредственно направленной на увеличение сбережения растениями солнечной энергии, и результаты этой затраты. Действия людей, совершаемые с этой целью, как и при постройке дома, состоят из целого ряда трат энергии, вознаграждаемых лишь в конце, при потреблении нищи. Не входя еще в рассмотрение труда, необходимого для изготовления орудий земледелия, мы начнем с обработки земли. Почва, над коей трудится земледелец, состоит из веществ, чье химическое сродство большей частью уже насыщено, температура низка, и вообще они (эти вещества) содержат очень малый запас превратимой энергии. Вся механическая работа человека, идущая на разрыхление почвы, нисколько не прибавляет ей энергии; она (эта работа) только способствует проникновению в почву солнечных лучей и воздуха.

При земледелии человек вынужден бросать в землю уже готовый запас энергии в форме семян, лишить себя пользования этим запасом почти на целый год. Он должен еще внести в почву запас энергии в виде удобрений, т.е. в виде веществ, уже негодных в пищу человека, но заключающих еще некоторый запас превратимой энергии и потому еще годных для отопления (навоз) или для определенной отрасли промышленности (химическое удобрение), или даже для корма домашних животных (зеленое удобрение). Только при помощи этих значительных затрат энергии растительная жизнь способна произвести то значительное сбережение солнечной энергии, ввести которое в обмен на земной поверхности есть непосредственная цель земледелия. Все последующие земледельческие работы, а также обработка земледельческих продуктов опять требуют новых затрат труда. Уборка урожая, его перевозка, обмолот, приготовление муки, выпечка хлеба - все эти действия сами по себе не только не сберегают превратимую энергию, не только не увеличивают ее количество, а напротив, рассеивают ту энергию, которая накоплена в организме человека. Тем не менее все эти траты в конце концов вознаграждаются при потреблении того запаса превратимой энергии, которая накопилась в земледельческом продукте.

С земледелием тесно связано скотоводство. Но домашний скот содержится человеком не только ради доставляемой им пищи, но также - с другими целями, например для получения шерсти, кожи, удобрений. Но главная из таких целей - это пользование работой домашних животных как средством усиления механической работы человека.

Далее С.А. Подолинский останавливается на добыче каменного угля и торфа. Казалось бы, этот труд очень выгоден, начинает он, гораздо выгоднее земледельческого. И продолжает: но этот труд далеко не так выгоден, как кажется на первый взгляд. Не следует забывать, что каменный уголь есть запас солнечной энергии, собранный за огромный период времени. Потребляя его, мы вводим в наш бюджет случайно собравшиеся доходы прежних эпох, а расчет ведем так, будто-то мы действительно сводим концы с концами. Если посредством труда, который идет на добычу угля, мы научились бы ежегодно фиксировать такое количество солнечной энергии на земной поверхности, которое равняется энергии добытого угля, тогда действительно весь этот труд мог бы считаться полезным.

Пока люди не найдут двигателя для своих машин, который бы обеспечивал их на более продолжительное время без страха скорого истощения, до тех пор все расчеты суммы технической работы, находящейся в распоряжении человечества, должны считаться ложными, так как запас энергии, поддерживающий эту работу, может со временем истощиться.

Таким образом, С.А. Подолинский считал, что все производства добывающей и обрабатывающей промышленности - ремесла, мануфактуры, фабрики, изготовляющие предметы потребления или средства для сооружения путей сообщения, осушения болот, коммуникации городов и т.д. - потребляют известное количество превратимой энергии, и все они прямо или косвенно возвращают это потребление с избытком, посредством увеличения обмена энергии или доставления человеку возможности сберегать часть его энергии и употреблять ее с большей выгодой на какие-либо новые производства. Однако сиюминутные потребности людей растут так быстро, что они не задумываются об эффективности той или иной технологии сбережения энергии, о замене малоэффективных технических средств на более эффективные.

Таков по мнению С.А. Подолинского обыкновенный процесс труда. Человек иногда целые годы тратит свою механическую работу на вещества, не заключающие в себе почти никакого запаса превратимой энергии. и непосредственно не превращает своим трудом и самого незначительного количества низшей энергии в высшую. Тем не менее тратой своей энергии он в конце концов получает такую перестановку частей вещества, что сбережение энергии начинает совершаться само собой, или по крайней мере появляется удобная возможность сохранить от рассеяния ту превратимую энергию, которая уже существует в распоряжении человека в сбереженном виде. Другими словами, человеческий труд удерживает на земной поверхности и использует превращенную солнечную энергию более продолжительное время, чем это было бы без него.

Рассмотрим теперь два вида полезного труда, продолжает С.А. Подолинский, который никогда не возвращает непосредственно человечеству потраченной на них энергии. Речь пойдет о труде учителя и музыканта. Возьмем учителя арифметики, который, научив крестьян считать, избавляет их тем самым от целого ряда мелких обманов. Обыкновенно на неграмотности крестьян наживались волостное начальство, сборщики налогов, мелкие торговцы. Теперь же более грамотные крестьяне могут благодаря учителю улучшить обработку своей земли, используя сохраненные от потерь при обмане средства, и таким образом увеличат урожай, т.е. увеличат бюджет сбереженной людьми солнечной энергии.

Музыкант-исполнитель известными звуками может вызывать наслаждение или болезненные ощущения органов чувств. Пока искусство возбуждает человека к деятельности, дающей в результате прирост в бюджет энергии, находящейся в распоряжении людей, до тех пор оно остается полезным трудом. Но если военная музыка побуждает людей усиленно стремиться на бойню и самоистребление, то она будет одним из примеров расхищения энергии посредством искусства.

Десятый раздел статьи посвящен анализу труда, направленного на производство механической работы. Сюда относится работа домашних животных и машин. Работа домашних животных является частью энергии той пищи, которую потребляют эти животные. Мы уже говорили об изготовлении простых орудий, напоминает С.А. Подолинский, и указали на сбережение энергии, получаемое с их помощью, и переходит к рассмотрению сложных машин. К. Маркс писал, что “всякая развитая машина состоит из трех существенно различных частей: двигательной машины, передаточного механизма и, наконец, механического инструмента, или рабочей машины собственно”. Так как мы поставили в основу для определения значения всякого труда его отношение к распределению превратимой энергии на земной поверхности, то мы никак не можем согласиться с мнением К. Маркса о большей важности рабочей машины в сравнении с двигателем, замечает С.А. Подолинский. Рабочей машине мы можем приписать только сбережение энергии при работе, как мы его приписываем, например, простейшим орудиям вроде ножа, топора, веретена и т.п.

Совершенно иное значение имеют двигатели. Некоторые из них даются человеку даром, без всякого труда и даже при своем потреблении не требуют почти никакой прибавки энергии со стороны человека. К таким природным двигателям относятся сила ветра и сила падающей воды. Никто не станет расходовать энергию на изготовление паруса, если он не будет экономить мускульную силу гребцов - физиологический источник мощности, - заменяя эту мощность на улавливаемый поток энергии (мощность) ветра. Никто не станет строить ветряную или водяную мельницу, если эти затраты энергии не дадут экономии сил при помоле зерна за счет использования потока энергии (мощности) ветра или падающей воды. Как только мы начинаем обсуждать управление потоками энергии, так сразу исчезают все трудности, так как поток энергии, захватываемый тем или иным устройством, и является силой природы, поставленной на службу человеку взамен его мускульной силы. Улавливание и использование того или иного потока энергии суть усиление мощности, а человеческий труд можно считать усилителем мощности. Фотосинтез, улавливающий поток солнечной энергии и обеспечивающий этим рост и развитие растений, также служит примером усиления мощности.

Таким образом, весь труд, потраченный на устройство приспособлений для пользования потоком энергии ветра или воды, есть полезный труд, непосредственно вовлекающий в бюджет человечества новые количества превратимой энергии. Таким способом энергия движущейся воды и ветра сохраняется от рассеяния, а при потреблении своем она в свою очередь привлекает к обмену новые количества солнечной энергии.

Солнечное тепло применяется в качестве двигателя уже очень давно, но только ко времени Всемирной выставки в Париже в 1878 г. А. Мушо¹⁴ продемонстрировал первые опыты использования солнечного тепла в промышленности. Уже в 1861 г. учителю физики лицея в г. Тур (Франция) А. Мушо удалось построить машину, в которой двигателем служила непосредственно теплота Солнца. Вот в нескольких словах описание машины, действовавшей в последние три месяца работы Всемирной выставки. Посредством зеркала, имеющего вид внутренней плоскости усеченного конуса и величину поверхности около 20 м², солнечные лучи собираются и падают на паровик, имеющий высоту 2,5 м и весящий вместе с его приспособлениями 200 кг. Объем паровика -100 л, из них 70 для котла, а 30 для паровой камеры, Особого рода механизм позволяет направлять отверстие зеркала прямо против Солнца во время его дневного движения. Паровая машина посредством передаточного механизма приводит в движение различного рода приборы, совершающие работу. Кроме этой. самой большой из устроенных до сих пор солнечных машин, на выставке демонстрировали еще несколько небольших, предназначенных для приготовления пищи и других хозяйственных целей.

Приведем некоторые выдержки из отчета А. Мушо Парижской академии наук о действиях его машины: “Имею честь представить на рассмотрение Академии результаты моих опытов применения солнечной теплоты в промышленности, произведенных в течение Всемирной выставки 1878 г. Из этих опытов одни имеют целью приготовление пищи, перегонку спиртов, другие - применение солнечного тепла в качестве двигательной силы...

...Небольшие аппараты дли варения пищи не переставали действовать во все время солнечной погоды. Зеркала менее 1/5 кв.м поверхности, устроенные с возможно большей правильностью, успевали изжарить 1/2 кг мяса за 22 минуты. Полутора часов было достаточно для приготовления навара, который требует четырех часов обыкновенного дровяного огня. Три четверти литра холодной воды закипели в полчаса, что составляет пользование 9,5 тепловыми единицами в минуту на каждый квадратный метр; результат этот весьма замечателен на широте Парижа...

...Солнечные аппараты для перегонки спиртов также дали прекрасные результаты. Снабженные зеркалами менее 1/2 м в поперечнике, они доводили три литра вина до кипения за полчаса и доставляли водку чистую, нежного вкуса и свободную от всякого дурного запаха. Водка эта, вторично подвергнутая перегонке в том же аппарате, получала все свойства хорошего столового напитка...

...Моей главной целью было устроить для Всемирной выставки 1878 г. самое большое зеркало в мире и изучить его действия при Солнце Парижа, в ожидании случая испытать его под более благоприятным небом. Благодаря помощи, оказанной мне в моем деле молодым и искусным техником г. Абелем Пифром, мне удалось, несмотря на неизбежные случайности при первом устройстве подобных аппаратов, установить окончательно 1 сентября солнечный собиратель, зеркало которого представляет отверстие около 20 кв.м. Этот собиратель действовал в первый раз 2 сентября. За полчаса он довел 70 л воды до кипения, и манометр, несмотря на некоторую потерю пара, показывал под конец шесть атмосфер давления...

...12 сентября, несмотря на появление нескольких облаков, давление в паровике возрастало еще быстрее. Пар допускал дополнение паровика посредством инъектора, без значительного ослабления давления...

...Наконец, 22 сентября, при постоянном, хотя и слегка покрытом солнечном освещении, удалось довести давление до 6 1/2 атмосфер и, конечно, давление стало бы еще выше, если бы Солнце не закрылось совершенно. В тот же день я мог заставить работать при постоянном давлении в три атмосферы насос Танги, поднимающий от 1500 до 1800 литров воды в час на высоту 2 метров...

...Вчера, 29 сентября, когда Солнце освободилось от облаков, около 11 часов 30 минут, у меня в полдень уже было 75 литров воды в состоянии кипения. Упругость паров поднялась постепенно от 1 до 7 атмосфер, предела манометра, в течение 2 часов, несмотря на помеху, представленную появлением нескольких легких облаков. Я мог возобновить опыт 22 сентября, а потом направить пар еще в прибор Карре, что мне дало возможность получить брусок льда”¹⁵.

Мы видим из этого отчета, представленного самим изобретателем, что солнечная машина еще далеко не доведена до совершенства, позволившего бы ей стать опасной соперницей для паровой машины. Но если уже при зеркале всего в 20 кв.м и в районе Парижа она дает приведенные выше результаты, то при другом климате и при большей величине поверхности зеркала можно ожидать совершенно других результатов. С точки зрения сбережения энергии солнечная машина может быть названа самой удовлетворительной машиной из всех до сих пор изобретенных. Всякая работа, совершенная при помощи этой машины, представляет собой целиком введение лишнего количества солнечной энергии в бюджет человечества, без одновременного рассеяния сбереженной энергии, что имеет место при работе паровой машины или домашних животных. В будущем добыча и обработка металлов при таком даровом двигателе, как тепло Солнца, не представит никаких затруднений, отмечает С.А. Подолинский. Но он идет в своих размышлениях еще дальше, допуская, что при помощи солнечных машин можно удовлетворять большую часть потребностей постоянно растущего человечества. С.А. Подолинский пишет: “Но мыслим и другой способ возрастания питательных веществ, и притом возрастания в отношении, пропорциональном к употребленной механической работе: это непосредственный синтез веществ, служащих людям пищей, из неорганических элементов, их составляющих. Всем известно, что немного более полустолетия назад подобный синтез еще считался невозможным, но со времени приготовления Велером мочевины, число органических веществ, добытых синтетическим путем, считают уже сотнями. Правда, в числе их нет еще ни белковины, ни крахмала, ни жира, но уже есть алкоголь и сахаристые вещества. Добывание синтетическим путем органических веществ в настоящее время еще не может служить предметом промышленности, но в случае того изобилия в паровых двигателях и высоких температурах, какое обещает нам доставить солнечная машина, это препятствие совершенно отойдет на второй план... людям предвидится со стороны удовлетворения материальных потребностей возможность беспрепятственного размножения, так как в границах мыслимого размножения людей энергия Солнца и неорганические материалы для устройства машин и для добывания пищи представляются неистощимыми”¹⁶.

В предпоследнем разделе статьи С.А. Подолинский рассматривает вопросы расхищения и накопления энергии. Из всего предыдущего видно, пишет он, что под расхищением энергии мы должны понимать явления, противоположные труду. Если мы называем трудом все действия, увеличивающие бюджет превратимой энергии человечества, то расхищением мы должны назвать все действия людей, ведущие к уменьшению этого бюджета. Так, например, война со всеми своими атрибутами, т.е. постоянными войсками, военными флотами, арсеналами и проч., есть расхищение энергии, находящейся в распоряжении человечества. Другим примером расхищения энергии может служить производство предметов роскоши и непроизводительное потребление, признаком которого является потребление, сопровождающееся только рассеянием энергии, а не новым ее накоплением.

Гораздо сложнее решить вопрос о расхищении энергии, происходящем при произвольном ограничении числа народонаселения. Как объяснить себе тот факт, что энергетический бюджет населения земного шара, или, что то же, производительность труда людей, возрастает быстрее населения, если приверженцы Т.Р. Мальтуса правы? По статистике Англии, Франции и других стран, оказывается, что при рациональном приложении труда его производительность увеличивается быстрее, чем народонаселение. Так, например, количество пшеницы, производимой во Франции, более чем удвоилось в течение XIX столетия, между тем как народонаселение ее увеличилось в два раза. Увеличение производительности труда во Франции, конечно, продолжается и теперь. Так, например, общее количество хлеба равнялось в 1871 г. 240 млн гектолитров. в 1872 г. - 276, в 1873 г. - 277, в 1874 г. - 287 млн. Общее богатство Великобритании оценивалось в 1814 г. в 2200 млн фунтов стерлингов, в 1865 г. -в 6100, в 1875 г. - в 8500 млн фунтов стерлингов. Вот еще несколько примеров, ясно показывающих, что производительность труда возрастает не только абсолютно, но и относительно быстрее, чем увеличивается народонаселение (см. табл. 3).

По другим расчетам, количество пшеницы, приходившееся на душу населения Франции, равнялось в 1821 г. 1,53 гектолитров, в 1835 г. -1,59, в 1852 г. - 1,85, в 1872 г. - 2,11 гектолитров.

В Швеции аналогичное движение демонстрируется с еще большей наглядностью (см. табл. 4).

Вывоз хлеба не дает верного понятия о его производстве, но в Швеции общее благосостояние значительно поднялось за последние 40 лет замечает С.А. Подолинский, и потому увеличение вывоза, несомненно основано на соответствующем ему увеличении производства.

 

 

Табл. 3 Франция

Годы	Население, млн человек	Производство пшеницы, млн. гектолитров	*Душевое производство пшеницы гектолитров на человека
1820	29.7	44.0	1.5
1830	31.5	52.0	1.65
1850	35.0	88.0	2.5
1860	36.1	101.0	2.8
1868	37.3	116.0	3.1

Табл. 4 Швеция

Годы	Население, млн. человек	Вывоз хлеба, млн. шведских кубов	*Вывоз хлеба ну душу населения шведских кубов на человека
1840	3.00	1.544	0.52
1850	3.48	4.281	1.2
1870	4.00	8.766	2.2
1875	4.42	17.467	3.95

(*Последние колонки добавлены )

 

Наконец, необходимо представить еще одно соображение, высказанное ученым в конце его интересной статьи. До сих пор необходимость удовлетворения потребностей оставалась главным стимулом для всех усовершенствований и изобретений. При довольно высоком общем уровне удовлетворения потребностей, которого легко достигнуть при неувеличивающемся населении, этот стимул перестает действовать в сколько-нибудь значительной степени, и таким образом произвольное ограничение населения послужит одной из главнейших причин замедления в накоплении солнечной энергии. Так как разные виды энергии далеко не с одинаковой легкостью превращаются одни в другие, именно низшие в высшие, то необходимо полагать, что усовершенствование человеческой жизни должно заключаться главным образом в количественном увеличении энергетического бюджета каждого человека, а не только в качественном превращении низшей энергии в высшую, так как последнее возможно только в очень ограниченной степени, значительно меньшей, чем количественное накопление.

Таким образом, только общество со стремлением к скорому накоплению энергии может быстро идти вперед. Застой в данном случае почти равносилен рассеянию накопленной энергии, так как общественная жизнь без развития теряет всякую цену и всякий смысл существования. Вот почему при теперешних обстоятельствах всякое старание ограничить произвольно численность народонаселения мы должны считать равнозначащим с рассеянием энергии.

В конце статьи в “Общих выводах” С.А. Подолинский подводит итоги и высказывает короткие пожелания, призванные помочь при дальнейшем исследовании отношений, существующих между трудом человека и распределением энергии на земной поверхности.

1. Общее количество энергии, получаемое поверхностью Земли из ее недр и от Солнца, постепенно уменьшается. В то же время общее количество энергии, накопленное на земной поверхности и находящееся в распоряжении человечества, постепенно увеличивается.

2. Увеличение это происходит под влиянием труда человека и домашних животных. Под именем полезного труда мы понимаем всякое потребление механической и психической работы человека и животных, имеющие результатом увеличение бюджета превратимой энергии на земной поверхности.

3. Человек обладает известным экономическим коэффициентом (т.е. определенным количеством тепла, способным превратиться в механическую работу), который уменьшается по мере того, как потребности человека растут.

4. Производительность труда человека увеличивается по мере уменьшения его экономического коэффициента и с развитием его потребностей большая часть их удовлетворяется трудом.

5. Производительность труда человека значительно увеличивается потреблением этого труда на превращение низших родов энергии в высшие, например воспитанием рабочего скота, устройством машин и проч.

6. Применение солнечной энергии в качестве непосредственного двигателя и приготовление питательных веществ из неорганических материалов суть главные вопросы, решение которых становится первоочередным для продолжения наивыгоднейшего накопления энергии на Земле.

7. Пока каждый человек может поставить себе на службу техническую работу машин, сумма которой во столько раз превышает его собственную, механическую, во сколько раз знаменатель его экономического коэффициента больше своего числителя, до тех пор существование и размножение людей обеспечено, так как механическая работа всегда в каком-либо отношении может быть выражена в питательных веществах и прочих средствах удовлетворения человеческих потребностей.

8. Границей этому закону служит только абсолютное количество энергии, получаемой от Солнца, и неорганических материалов на Земле.

9. Действия (например, война, производство предметов роскоши), имеющие результатом явления, противоположные труду, т.е. расхищающие энергию и увеличивающие тем самым количество энергии, рассеиваемой в пространстве.

10. Главной целью трудящегося человечества должно быть абсолютное увеличение энергетического бюджета, так как при постоянной его величине превращение низшей энергии в высшую скоро достигнет предела, далее которого оно не сможет идти без излишних потерь на ее рассеяние.

Резюмируя и обобщая идеи С.А. Подолинского, рассмотрим теперь те из них, которые восприняты и развиты В.И. Вернадским.

Превратимую энергию С.А. Подолинского В.И. Вернадский называл свободной, действенной, активной или биогеохимической энергией, способной совершать работу, отмечая при этом, что в силу факта существования зеленых растений количество свободной энергии, способной производить работу, увеличивается и что мир животных существует лишь за счет зеленого растительного живого вещества и отдельно существовать не может. “Вся совокупность животных, особенно цивилизованное человечество, по-видимому, соответствует тем же энергетическим проявлениям, которые столь характерны для зеленых растений. В своей совокупности животные и растения, вся живая природа, представляют природное явление, противоречащее в своем эффекте в биосфере принципу Карно в его обычной формулировке. Обыкновенно в земной коре в результате жизни и всех ее проявлений происходит увеличение действенной энергии... воздействие жизни на биосферу увеличивается при единообразном притоке действенной (солнечной) энергии. Живое вещество ее накапливает и создает, а не рассеивает”¹⁷. Это увеличение действенной энергии в явлениях общественной жизни проявляется как рост энерговооруженности труда, как важнейший фактор роста производительности труда, или как фактор, названный К. Марксом законом экономии времени (в единицу социального времени выпускается больше продукции за счет роста энерговооруженности труда).

Развивая идеи С.А. Подолинского, В.И. Вернадский отмечал, что уже стотысячелетия назад, когда человек овладел огнем и стал делать первые орудия, он проложил начало своему преимуществу перед высшими животными. Приручением стадных животных и выращиванием культурных растений человек стал менять окружающую его биоту и создавать для себя новую живую природу. Человек избавился от голода иным путем, лишь в слабой мере известным животным, - сознательным, творческим предохранением от голода и, следовательно, нашел возможность неограниченно размножаться¹⁸. По мере развития человечества, отмечал С.А. Подолинский, домашние животные и люди в сумме со всем своим хозяйством представляют более живого вещества (термин С.А. Подолинского!) и потребляют больше питательного материала, накапливаемого растениями, чем дикие животные, быстро исчезающие вместе с дикой природой. Сходные мысли высказывались и П.И. Вернадским, который отмечает, что в течение последних 10-20 тысяч лет геохимическое воздействие человечества, захватившего посредством земледелия живое вещество, стало необыкновенно интенсивным и разнообразным¹⁹. Мы удивляемся стремительному росту геохимической работы человечества. Раньше организмы влияли на историю только тех атомов, которые были нужны для их роста, размножения, питания, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы, нужные для техники и для создания цивилизованных форм жизни.

В.И. Вернадский вслед за С.А. Подолинским отмечает подмеченную тем тенденцию: “Активная энергия организмов при одной и той же исходной, непрерывной, но не увеличивающейся энергии Солнца - увеличивается. Она увеличивается в ходе геологического времени. Это увеличение активной энергии сказывается хотя бы в увеличении сознательности и в росте влияния в биосфере в геохимических процессах единого комплекса жизни. Одно создание, медленно шедшее в геологическом времени, такой геологической силы, какой является характерное для нашей психозойской эры цивилизованное человечество, ясно это показывает. Но то же самое показывает нам процесс эволюции видов, теснейшим образом связанный с ростом действенной геохимической энергии с полной переработкой биосферы по-новому. Воздействие жизни на биосферу увеличивается при единообразном притоке действенной (солнечной) энергии”²⁰.

Обобщая размышления С.А. Подолинского о роли различных видов труда в накоплении и сбережении от рассеяния превратимой энергии, В.И. Вернадский писал: “Проблема энергетического выражения естественных производительных сил требует сейчас большого внимания крупных научных организаций. В этой области еще много темных сторон и частных заданий и прежде всего огромная область производительных сил страны не сведена еще целиком к единому учету отвечающей им энергии, могущей превратиться волей и трудом населения в народное богатство. Мы не имеем еще общей единицы для количественного сравнения всех естественных сил или, вернее, не умеем еще все их свести к этой единой единице, не можем одной единицей, например, выразить добычу металлов и горючего. А между тем необходимо и возможно свести к одной единице все; только при этом условии можно подойти к полному количественному учету той потенциальной энергии страны, которая может дать удобное для жизни представление о пределах заключающегося в данной стране народного богатства. Только при этом условии можно подойти к энергетической картине, окружающей человека с точки зрения потребностей его жизни”²¹.

А.Е. Ферсман во втором томе своей “Геохимии” приводит следующие мысли В.И. Вернадского: “Сейчас энергетическое понимание мира вышло из рамок чисто научных интересов. Оно захватило жизнь цивилизованного человечества и все глубже в нее входит. В связи с этим энергетический учет явлений входит в цикл геологических и минералогических наук извне, вне каких бы то ни было геологических представлений. Он идет из жизни. Происходит учет сил, учет производительных сил стран и народов: он может и должен быть выражен в единой мерке - в наших единицах физических явлений. Проще всего выразить его в калориях”²².

Развивая мысли С.А. Подолинского об увеличении в ходе истории доли умственных потребностей человека, В.И. Вернадский отмечал, что в XX в. научная мысль охватила всю планету, все на ней находящиеся государства. Всюду создались многочисленные центры научной мысли и научного искания. Под влиянием научной мысли и общественного труда биосфера переходит в новое состояние - в ноосферу, создание которой рано или поздно станет целью государственной политики и социального строя.

Излагая свою энергетическую трактовку эволюции человеческого общества, С.А. Подолинский, как мы знаем, одним из первых обозначил проблему синтеза пищи из неорганических элементов, т.е. возможности обращения человечества в автотрофный организм. В.И. Вернадский считал, что в автотрофности заключается одна из загадок жизни²³. “... с XIX в. поставлен вопрос, - писал он, - который рано или поздно, но будет разрешен - о синтезе пищи для человека вне зависимости от окружающей живой природы. И когда человек эту задачу разрешит умственным процессом, в чем едва ли можно сомневаться, он превратится автотрофный организм с социальным трудом. М. Бертло в последние годы жизни работал над этой проблемой и, вероятно, есть и сейчас лаборатории, где идет эта работа”²⁴.

Идеи автотрофности человечества и организмов приковали внимание В.И. Вернадского в 1918 г. 11 февраля 1919 г. он записал в дневнике: “Для меня ясно, что переход человека в автотрофный организм через развитие научной работы есть естественный процесс, всецело попадающий в рамки других геохимических процессов. Точно так же, как и весь рост культуры”²⁵. Его беспокоил вопрос о том, имелась ли у предшественников мысль об автотрофности человечества и стремлении к этому, как к геологическому явлению. Он знал о работах С.Н. Виноградского и С.А. Подолинского. О работах С.А. Подолинского, на которые ссылался в “Геохимии” В.И. Вернадский, мы упоминали, в них как раз и высказывалась идея об автотрофности человечества.

В 1925 г. появляется статья В.И. Вернадского “Автотрофность человечества” на французском языке, в которой он развивает с биогеохимических позиций идеи, высказанные в работах СА. Подолинкого, Д.И. Менделеева, К.А. Тимирязева и других ученых. Непосредственный синтез пищи, как только он будет открыт, по словам В.И. Вернадского, коренным образом изменит будущее человека, его создание освободило бы человека от его зависимости от другого живого вещества. Из существа социально гетеротрофного он сделался бы существом социально автотрофным... на земной коре появилось бы в первый раз в геологической истории земного шара автотрофное животное - автотрофное позвоночное... Нужно уже сейчас готовиться к пониманию последствий этого открытия, неизбежность которого очевидна”²⁶.

В.И. Вернадского тревожило быстрое истощение ограниченных запасов природных ресурсов, которые накапливались в течение многих миллионов веков. В чем же он видел выход? “Выход из положения, - писал ученый, - можно ожидать, наряду с разрешением социальных проблем, которые поставлены социализмом, в изменении формы питания и источников энергии, доступной человеку”²⁷. Он отмечал, что запасы энергии, находящиеся в распоряжении разума, неистощимы, что силы приливов и морских волн, радиоактивная, атомная энергия, теплота Солнца могут дать нужную мощность в любом количестве и что введение этих форм энергии в жизнь есть вопрос времени.

В 1926 г. В.И. Вернадский вновь возвращается к теме об автотрофности человечества: “Неудержимым ходом не случайного, но закономерного роста научного мышления и волевого его проявления - научного искания - человек подходит к решению одной из величайших практических задач, какие когда бы то ни было стояли перед ним - к независимому от всяких проявлений жизни и живого синтезу пищи ... трудно учесть последствия этого открытия. Они должны быть сравнимы с величайшими изменениями в жизни человечества - с влиянием открытия огня или земледелия... Переход к синтетической пище будет равносилен разделению - впервые в мириаде веков - единого, неразрывно во всех своих частях связанного ствола жизни, отщеплению от него освободившейся от него от общих уз части... Впервые в истории планеты создается новый, третий, тип организмов - автотрофное млекопитающее, каким явится новый человек... В то же время разрешение именно этой проблемы - синтеза пищи из ее элементов - является одной из самых глубоких форм использования естественных производительных сил - перевода потенциальных возможностей в действенную, активную для человека форму”²⁸.

Как видим, В.И. Вернадский с полным основанием называл С.А. Подолинского новатором и своим предшественником. И в заключение напомним читателям, что свою основную естественнонаучную работу “Труд человека и его отношение к распределению энергии” С.А. Подолинский опубликовал в 1880 г., когда ему не было еще и 30-ти лет. В этой работе не встречаются такие термины, как экология, биосфера, фотосинтез, автотрофы и гетеротрофы, биогеохимические циклы, эти понятия находились в стадии становления. К глубокому сожалению, судьба позволила ученому творчески работать всего лишь еще пару лет, и он не успел вернуться, как намечал, к рассматриваемым проблемам, развить и, быть может, подарить миру новые, новаторские идеи.

Литература.

1 Вернадский В.И. Дневники 1921-1925, М.: Наука, 1998. С. 114.

2 Сытник К.М, Апанович Е.М., Стойко С.М. В.И. Вернадский: Жизнь и деятельность на Украине. Киев, Наукова думка, 1998. С. 107-108.

3 Вернадский В.И. Избр. соч. М.: Изд-во АН СССР, 1954. Т. I. С. 218.

4 См.: Подолинский С.А. Труд человека и его отношение к распределению энергии // Слово. 1880. № 4/5. С. 135—211; Podolmski S. Le socialisme et 1'unite des forces physiques // La Revue socialists. 1880. N 8, 20 juin, P. 353-365; Podolinsky S. Menschliche Arbeil und die Eiheit des Kraft // Die Neue Zeil. 1883. N X. S. 413-424; N X. S. 440-457.

5 Podolinsky S. Menschliche Arbeit und die Einheit des Kraft // Die Neue Zeit. 1883. N XX S.457.

6 См.: Вернадский В.И. Из воспоминаний. 1943 // Архив Кабинета-музея В.И. Вернадского в ГЕОХИ им. В.И. Вернадского РАН.

7 В первом номере журнала “Слово” за 1878 г. редакция сообщала: “В прошедшем году, закончив издание журнала "Знание" и приобретя еженедельную газету "Молва", мы преобразовали их в ежемесячный журнал, под названием "Слово"”.

8 Кроме уже названных (см. сн, 4) см. также: Pudolinnski S. Le travail humam et la conservation de l'energie // Revue intemationale des sciences biologiques. 1880. Vol. 5. P. 57-80;

Podolinski S. Il socialismo e l'unita delle force fisiche // La Plebe. 1881. Anno XIV. Nuova Serie, N3.P. 13-16; N 4. P. 5-15.

9 См.: Der Socialismus und die Einheil des physischen Krafte // Arbeiter-Wochen-Chrunlk.

Suzial-okonomisches Volksblatt. Zentralorgan der Hungarischen Allgemeinen Arbeiterpartei 1881.N32, 33, 37.

10 См.: РЦХИДНИ. Ф. 1. Оп. 1. Д. 2940.

11 Подолинский С.А. Труд человека и его отношение к распределению энергии. С. 154-155.

12 Там же. С. 160.

13 Цит. по: Рубин И.И. Физиократы. Л.; М., 1926. С. 84-85.

14 См.: Mouchot A. La chaleur solaire et ses applications industrielles. P., 1869.

15 Comptes Rendu. 1878, 30.09.

16 Подолинский С.А. Труд человека и его отношение к распределению энергии С. 204-205.

17 Вернадский В. И. Труды по геохимии, М,: Наука, 1994. С. 345.

18 См.: Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. М.: Наука, 1991. С. 33-34.

19 См.: Вернадский В.И. Труды по геохимии. С. 348.

20. Там же. С. 345.

21 Вернадский В.И. О задачах и организации прикладной научной работы Академии наук СССР // Начало и вечность жизни. М.: Сов, Россия, 1989. С. 363-364.

22 Ферсман А.Е. Избр. труды. М.: Изд-во АН СССР, 1955, Т. III. С. 482.

23 См.: Вернадский В.И. Из дневника 1919 г., 3(16) дек. 1919 г.. Ростов // Начало и вечность жизни. С. 560.

24 Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1987. С. 218.

25 Сытник К.М., Апанович Е.М., Стойко СМ., Вернадский В.И. Жизнь и деятельность на Украине. Киев: Наукова думка, 1988. С. 70.

26 Вернадский В.И. Автотрофность человечества // Химия и жизнь. 1970. № 8. 72-73.

27 Там же. С. 22.

28 Вернадский В.И. Очередная задача в изучении естественных производительных сил // Начало и вечность жизни. С. 338-340.