Топливо для будущего

в 7:00, , рубрики: будущее здесь, Научно-популярное, топливо, философия, энергия

Фантазии по поводу новых источников питания для удовлетворения человеческих амбиций появлялись уже более ста лет назад. Смогут ли эти видения прошлого придать энергии нашему будущему?

Топливо для будущего - 1

В рассказе «Да будет свет» писатель-фантаст Роберт Хайнлайн представил источник энергии, который будет подпитывать его дальнейшие рассказы и повести из серии «История будущего». Рассказ, впервые опубликованный в журнале Super Science Stories в мае 1940, описывал экраны, перерабатывающие энергию солнца, и обеспечивающие (почти) бесплатную и неистощимую энергию для будущих глав его альтернативной истории. Технология была простой, крепкой и надёжной. «Их можно подключать последовательно, чтобы получить нужное напряжение; параллельно, чтобы получать нужный ток; энергия совершенно бесплатна, за исключением стоимости установки», — удивлялся один из изобретателей, изучая потенциал новой технологии перевернуть социальный порядок будущего.

Солнечные экраны были покрытыми эмалью панелями, поглощавшими солнечный свет и превращавшими его в электричество почти со 100% эффективностью, или же работали в обратную сторону, превращая электричество в свет. Как в большинстве рассказов из «Истории будущего», читателям предлагался сплав технологии и культуры. Солнечные экраны не появились ниоткуда – они вписались в американскую историю изобретений, подчёркивающую борьбу гениальных одиночек с корпорациями – в воображении масс они были потомками Томаса Эдисона и Николы Теслы. История несла в себе легко узнаваемый настрой Хайнлайна против корпораций, подчёркивающий ответственность человека за его собственное будущее.

Топливо для будущего - 2
Установка первой успешной солнечной панели и солнечной батареи (массива), 4 октября 1955 г.

Солнечные экраны нужны были Хайнлайну для того, чтобы его будущее сработало; то есть, для решения проблемы процветания технологической культуры в мире с уменьшающимся количеством ресурсов. Эта проблема не была новой даже в 1940-х, а сейчас она становится всё более серьёзной. Вопрос питания для будущего никогда ещё не был таким срочным. Будет ли это энергия ветра или волн? Станут ли топливные ячейка, солнечные панели или «святой Грааль» ядерного синтеза ответом на наши проблемы? Или мы сами загоним себя в небытие? Если мы хотим лучше понять, как рассуждать об энергии будущего, нам нужно принять, насколько давняя история есть у таких рассуждений (они идут с раннего викторианского периода), и что эта история содержит как выдумки вроде тех, о которых писал Хайнлайн, так и технические дебаты по поводу характеристик и требований различных режимов производства и потребления энергии (а иногда смесь двух этих тем).

Рассказ Хайнлайна служит хорошим примером. У описанной в «Да будет свет» технологии есть свой двойник в реальном мире. То, как под воздействием света меняются электрические свойства селена, было замечено инженером телеграфа Уиллоуби Смитом в 1873 году, а через несколько лет Уильям Гриллс Адамс и Ричард Эванс Дэй сумели получить электрический ток, посветив на решётку из селена. Но ещё в 1833 году изобретатель Чарльз Фриттс установил массив из солнечных ячеек, состоящих из селена, покрытого тонким слоем золота, на крыше в Нью-Йорке. От этих технологий и отталкивалось воображение Хайнлайна и его видение будущего. Что интересно, файл с материалами из архивов Хайнлайна, относящийся к этому рассказу, содержит вырезку из газеты 1954 года, описывающую только что изобретённую лабораторией Белла солнечную батарею. Статья называлась: «Солнечно-песочная батарея производит энергию». Решил ли Хайнлайн, что его выдуманная технология предшествовала этой, реальной?

Викторианские предшественники солнечных экранов Хайнлайна работали на принципе, который в 1840-х физик Уильям Роберт Гроув описал, как «корреляция физических сил». Гроув утверждал, что:

Тепло, свет, электричество, магнетизм, химические свойства и движение, все связаны между собою, или же взаимозависимы. Ни одну из них, рассматриваемую теоретически, нельзя назвать основной или непосредственной причиной других, но каждая из них может произвести или превратиться в другую – тепло может непрямо или прямо превратиться в электричество, электричество может произвести тепло; так же и со всеми остальными.

Именно это и делали солнечные экраны. Объясняя корреляцию, Гроув предлагал свою экспериментальную демонстрацию, в которой свет порождал электричество, основанную на экспериментах физика Эдмонда Беккереля, проведённых несколькими годами ранее.

Газовая батарея Гроува (предшественник современных топливных ячеек) давала ещё один пример такой корреляции. Он, описывая своё изобретение в 1842 году, назвал его «прекрасным воплощением корреляции естественных сил». Интересно, что газовая батарея генерировала электричество на основе комбинации кислорода и водорода, вместо привычных жидких электролитов. Хотя сам Гроув никогда не считал свою батарею реальным источником питания, способным работать на крупных масштабах, он был убеждён, что топливом будущего станет электричество. «Если бы вместо цинка и кислот, стоящих довольно недёшево, которые ещё и необходимо производить, мы могли бы собрать электричество, вырабатываемое горением в атмосферном воздухе угля, дерева, жира или другого сырья, у нас тут же появилась бы реальная возможность коммерческого применения для электричества», — писал он. Проблема использования электричества в качестве топлива будущего была практической, а не теоретической – и не ему было о ней беспокоиться: «Кажется чрезмерной заботой заниматься разработкой средств, при помощи которых наши потомки в 10-м поколении будут отапливать свои жилища или питать свои средства передвижения».

И всё же, фантазии о будущем, питаемом дешёвой и неиссякаемой электроэнергией часто встречались в викторианский период. В своём (анти)утопическом описании подземной цивилизации «Грядущая раса» (1871) Эдвард Бульвер-Литтон чётко описывал, что технологии расы врил-я питались электричеством. Врил-я жили в мире, в котором электричество (или врил, как они его называли), питало всё вокруг. Электричество служило питанием для их машин, контролировало погоду, помогало растить урожаи. Оно было и источником их телепатических возможностей. Такие теории хорошо работали для читателей Бульвера-Литтона именно потому, что они отражали футуристические предположения реального викторианского мира. Предсказания того, что электричество вскоре заменит пар в качестве универсального источника экономической энергии, высказывались повсеместно. Гроув разделял этот оптимизм, хотя и остужал особенно горячие фантазии об очень скором наступлении такой эпохи. Когда британская ассоциация передовых научных исследований собралась в родном городе Гроува Суонси в 1848, гостей пригласили в роскошное поместье его друга в Пенлергэр, чтобы посмотреть на рассекавшую по озеру лодку, приводимую в движение созданной им батареей на основе азотной кислоты.

Хотя наше беспокойство по поводу энергии будущего сейчас в основном связано с вторгающимся в нашу жизнь изменением климата, викторианцы больше волновались по поводу того, чтобы будущая энергия принадлежала прежде всего Империи: энергия будущего, попавшая не в те руки, и последствия этого, были любимыми темами научных романов «фэн де сьекль». В своей повести «Воздушные преступники» (1895) [The Outlaws of the Air] Джордж Гриффин представил себе две враждующие группировки анархистов (утопистов и нигилистов), ожесточённо сражающихся на море и в воздухе при помощи электрических канонерок и самолётов с электрическим оружием. В книге «Ангел революции» [The Angel of the Revolution (1893)] Гриффин представил себе революционеров-анархистов, имеющих доступ к новому источнику энергии, способному контролировать воздух, и терроризирующих европейские страны. В обеих историях социальная организация будущего зависит от того, в чьих руках окажется нужная энергия. Понимание того, что контроль над энергией будущего будет необходимым условием для поддержания (или свержения) социального порядка, делала истории о том, как эта энергия попадает в чужие руки, одновременно такими пугающими и возбуждающими.

Эти выдуманные истории подхватывали изобретатели и предприниматели. В самом деле, прогнозирование – часть процесса изобретения. Большая часть репутации Теслы на пике его карьеры зависела от его способности осуществлять свои планы по выработке и передаче энергии. В 1890-х, пытаясь совместно с Джорджем Вестингаузом получить контракт на поставку электричества для Всемирной Колумбовой выставки в Чикаго 1893 года (это практически обеспечение энергии для будущего) и разработку системы получения гидроэлектроэнергии на Ниагарском водопаде, Тесла фантазировал о превращении планеты в устройство для передачи электроэнергии. «Я твёрдо верю в то, что на практике возможно изменить электростатическое состояние Земли при помощи мощных машин, и таким образом передавать понятные сигналы или, возможно, энергию», — утверждал он.

Подобные рассуждения метались между фактами и вымыслом. В рассказе «Некоторые возможности электричества» [Some Possibilities of Electricity (1892)] Уильям Крукс, на основе последних достижений физики, рассуждал о преобразовательных возможностях электрической энергии. Он изобразил мир, где электроэнергия помогала растить урожай и управляла погодой (не читал ли он Бульвер-Литтона?), и в котором «идеальным способом освещения комнаты было бы создание мощного, быстро меняющего электростатического поля, в котором можно перемещать и расположить где угодно электронную лампу, и зажечь её без металлического контакта с чем-либо». Изобретатели отовсюду черпали вдохновение из научных романов, авторы которых строили вымышленное будущее на основе последних научных достижений. И такое взаимодействие продолжается и сегодня.

Рентгеновские лучи и радиоактивность также обещали энергию будущего. Вскоре после открытия Вильгельмом Рентгеном лучей в 1895-м, Эдисон зарегистрировал патент на лампу, питающуюся рентгеновскими лучами. Исследователь радиоактивности Фредерик Содди в 1909 удивлялся, что «в обычной, повседневной материи томятся огромные запасы энергии, от использования которых в настоящее время для жизненных целей нас удерживает одно лишь невежество». Взлом секрета радиоактивности означал бы, что характеризовавшая современную культуру «борьба за существование» в будущем воспринималась бы просто как воспоминание о «преходящей фазе». Подобные рассуждения послужили основой для приключенческих рассказов «Радиевая шкатулка» [The Radium Casket (1926)] и его продолжение «Радиевый остров» [Radium Island (1936)] Лоуренса Борна, в которых благородные англичане боролись против иноземных орд за контроль над топливом будущего.

Понимание того, каким будет будущее, всё ещё зависит от взаимодействия фактов и вымысла. Не только потому, что сегодня ясно видны связи между современными дебатами и их викторианскими и эдвардианскими предшественниками – хотя их часто и забывают в современных дискуссиях по поводу будущего. Оказывается, однако, что выдумывание будущего может быть эффективным способом его понимания и знакомства с ним. Когда комментаторы и предприниматели спорят о мирах будущего, в которых энергия будет генерироваться при помощи солнечных панелей, топливных ячеек, ветряных ферм или ядерного синтеза, их варианты будущего имеют для нас смысл в основном потому, что кажутся нам знакомым. А знакомым они кажутся нам потому, что нам уже известны вымышленные версии будущего, работающие точно так же – и, хотя это может казаться нам не таким очевидным, потому, что в нашей культуре принято именно так думать о будущем.

Иначе говоря, наши выдумки предлагают способы фиксации энергетических технологий будущего в форме культурных ожиданий. Альтернативные варианты будущего Хайнлайна изучают, как могут развиваться различные технологии получения энергии, что даёт футурологам энергии пространство для размышлений о том, какими могут стать миры с различными вариантами топлива будущего. Как писал фантаст Кори Доктороу в 2014: «Нет ничего странного в том, чтобы компания заказывала историю о людях, использующих технологию, чтобы решить, стоит ли заниматься развитием этой технологии. Это похоже на архитектора, создающего виртуальный тур по зданию». Создание сценариев будущего, основанных как на фактах, так и на выдумках, становится всё более важной частью управления энергией будущего. В этом процессе границы между вымышленными и фактическими мирами энергии становятся гибкими, и довольно интересными способами. Так же, как это происходило у фантастов викторианской эпохи.

В основе связности наших представлений о будущем и его энергии и видений будущего викторианцев лежат два элемента. Как и они, мы считаем, что инновации в области энергии станут результатом работы отдельных индивидов, а не коллективов. И как их викторианские предшественники, наши энергетические инноваторы сознательно используют вымышленные варианты будущего в качестве стратегии для реализации своих технологий.

Вымышленные солнечные экраны Дугласа-Мартина у Хайнлайна были изобретением двух независимых инженеров (одним из которых была женщина), находящихся вне корпораций и подвергающихся угрозам с их стороны. И даже в рассказе из «Истории будущего», где изобретены космические путешествия – «Человек, который продал Луну» (1951) – Д.Д.Харриман, протагонист и сторонник космических путешествий, предстаёт независимым аутсайдером, несмотря на свою принадлежность к корпорации. Есть искушение поразмышлять о том, до какой степени Илон Маск старается быть похожим на Харримана, чья вступительная реплика в рассказе звучала, как: «Нужно верить!» А моделью для Харримана послужил Эдисон, доведший до совершенства показушный образ индивидуалиста-одиночки, заменивший образ главы корпорации, которым он был на самом деле.

Викторианские историки инноваций, например, Сэмюэл Смайлс, автор «Помощи себе» (1859), превратили инноваторов в воплощение действенного и дисциплинированного самосовершенствования. Возьмём, к примеру, Джеймса Ватта. С точки зрения Смайлса, паровой двигатель стал результатом работы не гения-одиночки, а характера. Ватт добился успеха в разработки двигателя, ставшего энергией будущего, не потому, что был гением, а просто потому, что продолжал пытаться. Или, возможно, его гением стало его упорство. Есть и другие ролевые модели одиночек, формировавших будущее. Эдисон и его сторонники рекламировали его имидж как Волшебника Менло-парка (в честь лаборатории в Нью-Джерси, основанной Эдисоном в 1870-х), человека, опередившего эпоху, обладающего уникальными идеями о том, как проложить дорогу к энергии будущего. Такой взгляд на изобретателей, как на людей, каким-то образом уже живущих в своём будущем (ещё одним примером служит Леонардо да Винчи) усиливает наше впечатление от них как от чужаков из другого мира.

Что важно, изменения ощущения того, как будет добываться энергия будущего, влечёт за собой изменение способов того, как записывается прошлое энергии. Хорошим примером служат Гроув и топливные ячейки. До недавнего времени Гроув был практически незаметной фигурой в истории викторианской науки, а его газовая батарея – забытой технологической диковинкой. Однако его текущее признание отцом топливных ячеек и повторное открытие газовой батареи в качестве предшественника нашей водородной экономики будет означать необходимость переписывания викторианской технологии энергии. Хочется представить будущее, в котором Гроув заменит Ватта в качестве иконы викторианской энергии. Всё возрастающее количество предпринимателей, занимающихся топливными ячейками, уже начинают этот процесс, облегчая для своей технологии путь в будущее, назначая ей правильное прошлое.

И на самом деле, иногда кажется, что найти правильное прошлое для новых энергетических технологий – это важнейшая часть процесса поиска их будущего. Изменение истории Гроува – один из примеров. Место Теслы в будущем, создаваемом Маском – ещё один. Сам Тесла явно понимал, что захватывающие истории о его представлениях о вариантах энергии будущего были важнейшей частью их рекламы. Выдумывание историй о вариантах будущего его изобретений было частью процесса их реализации. Маск также считает, что захватывающие истории о будущем важны для его проектов: он понимает, что для того, чтобы попасть в будущее, необходимо рассказывать о нём истории (потому компания и машина и называются Tesla).

Недавний запуск ракеты SpaceX Falcon Heavy, унёсшей автомобиль в космос на орбиту к Марсу – ещё один пример способности Маска совмещать сюжеты из фантастики и реальность для рекламы своих идей. Увидев эти изображения, уверен, что не один я вспомнил сцену из телесериала Star Trek: Voyager (1995-2001), в которой команда повстречалась с пикапом, оказавшимся в космосе. Планы Маска по колонизации Марса также пользуются образами из научной фантастики, а электромобиль Tesla помещает технологию, использующую чистую энергию, в средство передвижение, разработанное так, чтобы вызывать ассоциации с НФ-будущим. Маск неплохо умеет предлагать осуществимые способы достижения фантастического будущего.

И он не единственный современный человек, приближающий будущее. Билл Гейтс призывает людей изобрести свой способ выхода из проблем, связанных с изменением климата, и это тоже вызывает ассоциации с будущим, в котором существует неограниченная чистая энергия. Убедительность таких попыток приблизить будущее зиждется на долгой истории использования возможностей технологических инноваций для преобразования миров – как в марсианской трилогии Кима Стенли Робинсона. То же можно сказать о сегодняшнем обсуждении того, как геоинженерия может помочь справиться с проблемами изменения климата.

Сегодня солнечная энергия, питавшая фантазию Хайнлайна в рассказе «Да будет свет», превратилась в большую индустрию. Может, её предприниматели-пророки и не так узнаваемы, как Маск или Гейтс, но они рассказывают похожие истории, чтобы связать свои технологии с будущим. История лидирующей компании First Solar берёт своё начало с изобретателя Гарольда Макмастера, упрямо цеплявшегося за своё уникальное видение будущего, питаемого солнечной энергией, несмотря на все препоны. Это ещё один пример бесстрашного гения-одиночки.

Топливо для будущего - 3

Мы представляли себе будущее энергии и те миры, которые оно породит, уже более двух столетий, и перекрёстный обмен идеями между изобретателями и их литературными двойниками продолжает формировать наши фантазии, среди которых не последнее место занимает индивидуализм. Похоже на то, будто бы мы пытаемся отойти от представления о том, что у энергетических технологий имеется единая точка происхождения, поскольку эти точки должны быть распределены между отдельными индивидуумами. Бок о бок с таким индивидуализмом часто идёт предположение о том, что в будущем, вымышленном или реальном, доминирование останется за одним типом топлива – будь то водород, ветровая или солнечная энергия. Точно так же, как уголь и пар питали XIX век, а нефть и электричество – XX, наши истории о будущем топливе предполагают, что одна принципиальная форма энергии, — солнечная, ветровая, ядерная – сумеет монополизировать будущее.

Если мы хотим преодолеть эти выдуманные ограничения, нам надо переосмыслить истории о будущем и прошлом, в которых участвует энергия, её происхождение и культура. И хотя мы наблюдаем за энергетическими революциями, происходящими благодаря действиям индивидов, нежели коллективов, опасность таких рассказов – пусть они и соблазнительны, и потенциально полезны – в том, что они предлагают будущее, и энергию будущего, принадлежащие кому-то другому. Для преодоления этой ситуации нам необходимо понять, что для обеспечения желаемого нами будущего необходима коллективная экспертная оценка.

Как писал автор киберпанковских романов Уильям Гибсон в 1990-х: «Будущее уже здесь – оно просто не очень равномерно распределено». Важность этого комментария в том, что он подчёркивает, что ингредиенты, из которых получается будущее, уже являются частями нашего настоящего и прошлого. Если доступ к этим ингредиентам сегодня распределён неравномерно, тогда и составленное из них будущее будет страдать от тех же проблем. Поэтому, в случае с энергией, подпитывающей будущее, важно разобраться с нашей историей. Рассказы пропагандистов энергии будущего привлекают нас потому, что кажутся знакомыми – у них у всех есть единая история. Если мы хотим убедиться, что использование энергии в будущем будет отвечать всем нашим интересам, важно гарантировать, чтобы все рассказы о будущем и все пути в будущее, о которых они повествуют, включали в этот процесс всех людей. Короче говоря, нам нужно изменить историю будущего.

Автор: Вячеслав Голованов

Источник

* - обязательные к заполнению поля