Как мы уже отмечали, замена биологических компонентов биосферы их технологическими аналогами началась уже на заре человеческой истории. Использование огня, шкур животных, постройка жилищ и, наконец, скотоводство и земледелие – процессы, которые с развитием рыбоводства и освоением "морских пастбищ" завершат технологизацию природных источников питания и одежды.

Позже начался и нарастает, параллельно с этим процессом, когда один природный продукт заменяется другим, более выгодным, другой процесс – процесс такой замены продуцентов, когда продукт перед использованием требует технологической доработки, "доведения", например искусственное волокно взамен шерсти или льна и т. д. Этот процесс набирает все большую мощность. В некоторых областях человеческой жизни такая замена произошла почти полностью. Так, например, на смену последовательности событий "выпас лошадей – кормление их в стойлах – использование лошадей для поездок верхом и перевозки вьюков – изобретение колеса – использование легких повозок – использование больших упряжек" пришла принципиально новая последовательность "автомобиль – трактор – паровоз – электровоз". "Почти полностью" потому, что непосредственным источником энергии как в первой, так и во второй последовательности служат природные биогенные продукты – трава и зерно, скармливаемые лошадям, или бензин, уголь, газ, используемые техническими средствами транспорта.

Процесс такой технологизации биосферы развивается в ясно прослеживаемом направлении – в направлении уменьшения числа биологических звеньев в потоках вещества и энергии, обеспечивающих существование человека. В направлении все более непосредственного использования, с помощью технологических устройств, первичных источников того и другого, т. е. солнечной (и, возможно, ядерной) энергии и базовых неорганических источников атомов. Уже намечаются контуры замены биосферы техносферой, когда поддержание гомеостаза в биосфере – газового состава, температуры, круговорота воды, углерода и других атомов – будет выполняться технологическими аналогами зеленых растений, различных микроорганизмов и т. п.

Но ясно, что это – далеко еще не все. В ходе такого замещения пул атомов, вовлеченный в круговорот биосферы, может некоторое время оставаться постоянным, и дело будет ограничиваться только их перераспределением: из разветвленного потока в тысячи ручейков, поддерживающих жизнь тысяч различных организмов, все большее количество биогенного вещества будет сливаться (с помощью технологий) в единый поток, обеспечивающий существование все возрастающей биомассы человечества. Но тогда общий запас таких атомов положит последний верхний предел численности человека, последний барьер, который ему предстоит преодолеть.

Развитие технологий в этот период (если он когда-либо наступит) подготовит "последний прорыв" – непосредственное извлечение атомов из абиогенных источников и направление их потоков на поддержание и увеличение численности людей сверх всяких природных ограничений. Это будет завершение перехода человечества к полной автотрофности, т. е. начало предугаданной В. И. Вернадским [16] эры автотрофного человечества.

В автотрофном состоянии предел численности единой человеческой популяции будет задаваться лишь двумя факторами: достаточностью источников энергии и доступностью вещества, которое с помощью этой энергии можно трансформировать в формы, приемлемые для жизнеобеспечения людей. Можно думать, однако, что помимо этих, предвидимых лимитирующих факторов в этот период развития человечества все большее значение будет приобретать еще один, непредвидимый фактор – глобальные катастрофы. Но прежде чем приступить к анализу катастроф, рассмотрим еще раз основные информационные аспекты техногенеза.

Все технологические объекты, как уже говорилось, представляют собой операторы, используемые человеком для осуществления целенаправленных действий. Но каждое целенаправленное действие характеризуется не только вероятностью Р достижения некоторой цели Z, но и образованием побочных продуктов w (см. главу 2).

На примере развития биогеоценозов мы показали, что w служат основой формирования биологической иерархии и экологических сообществ – экосистем и биоценозов. Если бы побочных продуктов вообще не образовывалось, то ни экосистемы, ни сама биосфера не смогли бы возникнуть, не говоря уже о ярусной структуре феномена жизни.

Но совершенно другую роль в существовании биосферы играют побочные продукты w техногенного происхождения. Напомним, что техногенез с первых же шагов имел экспансивный, а не адаптивный характер. Это всегда было вторжением в уже сбалансированные ценозы – вторжением, вызывающим их нарушения и даже разрушения. По своим масштабам и скорости осуществления, по сравнению с другими процессами, разыгрывающимися в биосфере, эти вторжения были таковы, что практически исключали релаксацию: вместо восстановления исходного состояния вслед за прекращением таких вторжений начиналось формирование новых ценозов, с ярко выраженным техногенным отпечатком. Обратные связи начинали действовать (например, вытаптывание большими стадами северных оленей весенних пастбищ влекло за собой гибель части поголовья), но человек этому всегда противился. Урбанизация, мелиорация, химизация сельского хозяйства, гербициды, пестициды особенно, а затем – химические отходы предприятий, глобальное замусоривание неутилизируемыми биотой "побочными продуктами" (керамикой, стеклом, пластиком), – все эти неизбежные спутники техногенеза вызывают в биосфере все более ощутимые изменения. В то же время из недр Земли извлекается все в больших количествах "побочные продукты" прошлых жизней – нефть, уголь, руды биогенного происхождения и другие наследия биогенных процессов далеких веков, и в ходе техногенеза все это трансформируется в CО₂ и другие неконтролируемые "отходы производства", накапливающиеся в атмосфере, гидросфере и в почве.

Но такое монотонное "засорение" биосферы – лишь одно из негативных последствий техногенеза. Оно ведет, как мы видели, к разрушению биологических компонентов биосферы, еще не замещенных технологическими аналогами. Другое последствие, по разрушительности, возможно, еще более значительное, – это периодически и случайно происходящие в техносфере катастрофы и вызываемые ими катастрофические изменения в окружающей среде. Посмотрим, как экологические последствия техногенных катастроф могут быть связаны с энергоемкостью технологий.

Воспроизведения каждого живого объекта (бактериальной клетки, растения, животного) обеспечиваются должными направлениями потоков требующихся для этого вещества и энергии. Направленность этих потоков и избирательность по отношению к исходному материалу определяются генетической информацией, кодирующей данные объекты, а само движение – энергозатратами, восходящими для подавляющего большинства живых систем к единому источнику – Солнцу. Если по отношению к веществу можно говорить о круговороте, то по отношению к энергии – лишь о потоке, с постоянной диссипацией "отработанной" энергии в тепло. Воспроизводство каждого организма может быть охарактеризовано довольно константными значениями количества требуемого для этого вещества и величиной энергозатрат.

Количество вещества и энергии, потребляемое каждым индивидом от зачатия до смерти (клеткой – от деления до деления), можно выразить по отношению к массе данного объема (максимальной в его онтогенезе). Величина эта, постоянная для организмов одного и того же вида, не зависит от численности популяций, в которые он входит, и от продолжительности существования этого вида.

В человеческой же популяции такое постоянство относится только к потребляемым людьми продуктам питания. Однако расход всего вещества и всей энергии, приходящихся на одного человека, неуклонно возрастает с увеличением численности популяций. Сюда относятся расходы вещества и энергии на одежду, обогрев, места жительства, транспорт и связь, на изготовление и использование орудий труда, оружия, наконец, предметов развлечения, роскоши и пр. Это плата за техногенез, или, точнее, это и есть мера техногенеза, цена продолжающегося роста численности человеческой популяции. Это – расход на те техногенные компоненты человеческой экосистемы, которые постепенно заменяют собой его исходное биогенное окружение.