Теорема естественного отбора.
В процессе эволюции организмов возникают многочисленные приспособления против деструктивного влияния внешних воздействий — приспособления, саморегуляции. По И. П. Павлову, организм — в высшей степени саморегулирующая система, сама себя поддерживающая, восстанавливающая, направляющая и даже совершенствующая. Разнообразие форм поведения, а следовательно, и способность к саморегуляции зависит от богатства внутренних связей: чем меньше их в системе, тем не менее у нее возможных форм поведения. Вместе с тем саморегуляция осуществляется лишь в тех случаях, когда в организм поступает информация из внешней среды, т.е. саморегуляция в своей основе является приспособительной реакцией. Так как способность к саморегуляции — свойство, несомненно, противодействующее возрастанию энтропии, поступление и переработка внешней информации — способ борьбы с ростом энтропии.
А как действуют энергоэнтропийные закономерности при естественном отборе? В 1930 г. Р. Фишер вывел «основную теорему естественного отбора», в соответствии с которой в ходе эволюции живых организмов возрастает способность использовать жизненные ресурсы, что неизбежно выражается вроете организованности органического мира. Эта теорема, по существу, равноценна закону эволюции живых систем, сформулированному с помощью теоремы Пригожина уже в последние годы. Об этом говорилось выше.
Согласно теореме Фишера, более активные особи, лучше использующие ресурсы внешней среды для роста, жизни и размножения, вытесняют в процессе смены поколений менее активных особей.
Более устойчивые особи, т.е. лучше противостоящие различным вредным влиянием, также вытесняют путем преимущественного размножения менее устойчивых особей. В обоих случаях более упорядоченные формы организации с более низким уровнем энтропии вытесняют менее упорядоченные формы организации с более высоким уровнем энтропии. Иными словами, в процессе естественного отбора повышается информационное содержание органического мира, степень его организованности. Приспособленность представляет собой биологическую форму организации.
Академик В. А. Энгельгард считает, что пока математические аспекты теории информации еще не находят отчетливых приложений к анализу элементарных основ жизненных явлений. Однако имеются основания предполагать, что благодаря универсальности принципов этой тории дальнейшее ее развитие откроет возможности для такого рода приложений, которые будут все расширяться и углубляться.
Действительно, попытки связать энергоэнтропию информации с биологией делаются. Так, К. С. Трипчер продемонстрировал это на примере анализа функционирования одноклеточного организма — эритроцита, который обладает способностью хранить, преобразовывать и передавать информацию. Другие ученые пытались перевести на энергоэнтропийный язык генетический код.
1925 г. Академик С. Г. Струмилин утверждал, что энергия человека самая дорогостоящая. Она в денежном выражении обходится примерно в 10 раз дороже равного ей количества энергии лошади и в 30 раз — механической энергии.
20-е гг. Это годы бурного промышленного подъема. А энергии, особенно преобразованных ее видов, не хватало (электроэнергия и др.). В ряде стран вновь вернулись к ветрякам, но уже к ветроэлектродвигателям.
В начале XX в. подобными работами занимались и русские ученые Н. Е. Жуковский и В. П. Ветчинкин. Интересно, что при расчетах и испытаниях подтвердились многие интуитивные находки старых мастеров-самоучек.
Н. Е. Жуковский разработал теорию быстроходного ветродвигателя и заложил научные основы создания высокоэффективных ветродвигателей, которые были построены в 1918г. его учениками.
Первая в мире ВЭС мощностью 8 кВт с инерционным аккумулятором энергии была построена в нашей стране в Курске в 1929-1930 гг. по проекту изобретателя А. Г. Уфимцева и профессора и В. П. Ветчинкина. А в 1931 г. уже была сооружена ВЭС мощностью 100 кВт, которая в довоенный период давала энергию в электрическую сеть Севастополя.
Заводы по сухой перегонке соломы появились в Америке в 20-е гг. XX в. Мелко изрезанную солому пропускали через сильно нагретые трубы, получая при этом 358 м3 горючего газа из каждой тонны сырья. Интересно, что температура во время перегонки поддерживалась за счет получаемого горючего газа и дополнительных источников энергии не требовалось, то есть технология, выражаясь современным языком, была энергосберегающей.
В 1931 г. известный немецкий ученый Ф. Бергиус продемонстрировал на съезде химиков в Америке добывание из соломы каменного угля.
Целлюлозу, выделенную из соломы, Бергиус смешал с водой и поместил эту смесь в герметичном закрытом сосуде в расплавленный свинец. Через 24 часа сосуд извлекли из свинца, откупорили, выпустили скопившиеся газы, а содержимое вылили и охладили. Затвердевшая масса по всем свойствам почти не отличалась от каменного угля.
Безусловно, даже в наше время превращение соломы в каменный уголь в промышленных масштабах обошлось бы слишком дорого. Но в другие виды топлива солому можно перерабатывать весьма успешно, и технологии этих процессов разработаны достаточно давно и в настоящее время в ряде стран успешно используются.
Например, сельскохозяйственные отходы можно превратить не только в газообразное, но и жидкое топливо, главным образом, в спирты — метиловый и этиловый, которые можно с большим успехом добавлять к бензину. Ведь октановое число метилового спирта 106-114, а этилового — 111,4, тогда как у лучших марок бензина этот показатель, как известно, равен 93-95.
По использованию спиртового топлива первое место в мире с давних пор прочно занимает Бразилия. Это обусловлено целым комплексом факторов: сильной зависимостью страны от импорта нефтепроводов (80% потребности), наличием в ней больших земельных площадей для возделывания энергоносителей, избытком дешевой рабочей силы.
В настоящее время в Бразилии примерно 1,2 млн. автомобилей используют в качестве горючего смесь, состоящую на 80% из бензина и на 20% из спирта.
Именно этим обстоятельством и вызвано появление такой своеобразной отрасли сельского хозяйства, как «энергетическое растениеводство». Для этой отрасли отводят земельные площади, на которых и выращивают специально подобранные «культуры-энергоносители» — сахарный тростник, маниок, рис, кукурузу. Ведь технология получения спирта из этих культур известна уже на протяжении сотен лет.
В настоящее время развитие промышленной отрасли «энергетическое растениеводство» вполне реально и в России. Некоторые примеры даны в разделе «Домашняя энергетика».
30-е гг. С начала 30-х гг. в ряде стран (США, Италия, Япония, Швейцария) сооружаются опытные теплонасосные установки (тепловые насосы). Дальнейшие этапы развития тепловых насосов:
— с 1947 г. началось массовое применение круглогодичных кондиционеров, которые представляют собой реверсивные (обратимые) теплонасосные установки;
— с 1972 г. подобные агрегаты мощностью в несколько киловатт стали использоваться для отопления жилых домов и особенно широко в сельском хозяйстве ряда стран (США, Германия и др.).
Дата добавления: 2016-07-11; просмотров: 1977;