Энергия и цивилизация - читать онлайн книгу. Автор: Вацлав Смил cтр.№ 129

Агрессия, приводимая в движение человеческими мускулами, могла осуществляться либо в битве лицом к лицу, либо скрытной атакой с дальности не большей, чем пара сотен метров. Тысячелетиями убийство требовалось совершать, находясь рядом с тем, кого собираешься убить. Человеческая анатомия не позволяет лучнику приложить максимальную силу, когда вытянутую и согнутую руки разделяет больше 70 см. Это ограничивает натяжение, а следовательно, и дальность полета стрелы. Катапульты, заряжаемые многими руками, обеспечили увеличение массы метательных снарядов, но не дальности. Результат битвы лицом к лицу в конечном итоге определялся умением, опытом и случайностью.

Переход от кочевого образа жизни к земледелию произошел благодаря комбинации как социальных, так и связанных с энергией (в первую очередь с питанием) факторов, но последующая интенсификация оседлого земледелия может быть объяснена чисто энергетическими императивами (Boserup 1965,1976). Когда существующий способ производства пищи достигает физического лимита продуктивности, популяция либо стабилизируется в размере (с помощью контроля рождаемости или миграций), либо изобретает более эффективный способ производства пищи. Очертания и продолжительность последовательных шагов интенсификации значительно варьируются, но практически всегда для освоения большего фотосин-тетического материала требуются более высокие вложения энергии. И наоборот, большие урожаи способны поддержать большую плотность населения.

Интенсификация сельского хозяйства также требовала более высоких косвенных энергетических инвестиций: на выведение и прокорм тягловых животных, на создание или приобретение все более сложных инструментов и орудий, на такие долгосрочные инфраструктурные проекты как постройка террас, оросительных каналов, прудов, зернохранилищ и дорог. В свою очередь, для такой интенсификации нужны источники энергии, отличные от человеческих мускулов. Вспашка более тяжелых почв или невероятно сложна или вообще невозможна без тягловых животных. Ручной обмолот зерна очень трудоемок, поэтому были необходимы животные, а позже энергия воды и ветра, чтобы обрабатывать обильные урожаи. Доставка зерна на большие расстояния, в города, почти всегда обеспечивалась только с помощью животных, и иногда – ветра. Производство более надежных и более эффективных железных инструментов и орудий требовало древесного угля, без которого нельзя плавить руду

Ряд особых энергетических императивов придает характерную форму миру традиционного сельского хозяйства. Где в наличии нет большого количества доступных пастбищ и где вся пахотная земля используется для выращивания еды, там потребности человеческой энергии накладывают ограничения на производство пищи и, следовательно, на число крупных тягловых животных. Во всех других случаях (исключая Америку и Австралию) тягловых животных используют все больше и больше, но часто их кормят исключительно травой и пожнивными остатками. По мере того как растет производство зерна на душу населения, достаточное количество обрабатываемой земли может быть предназначено для выращивания высококачественного фуража: в США для него использовалось почти 25 % всех сельскохозяйственных территорий, в густонаселенных низинах традиционной Азии эта величина составляла обычно менее 5 %.

Интенсивность культивации, иными словами, энергетическая плотность производства пищи, тоже оказывала воздействие. В высокоинтенсивных рисоводческих обществах Азии, где использовались террасы и заливные поля на склонах, редко находилось место для пастбищ, и буйволы часто кормились прибрежной травой или даже водными растениями. По контрасту, наличие большого количества скота, лошадей и других домашних животных в богатых землей регионах Европы (и Северной Америки XIX века) оказало влияние как на плотность сельского населения, так и на организацию самих деревень. Изобилие пространства позволяло строить амбары и конюшни и запасать навоз перед тем как использовать его на полях.

Две агроэкосистемы воплощали противоположные черты – традиционные общества юга Китая на реке Янцзы, где доминировал рис, и смешанное земледелие Западной Европы, в значительной степени зависевшее от животных как в области питания (молоко и мясо), так и в области работы. Сельскохозяйственные общества доколумбовой Америки развивались под влиянием отличающихся энергетических императивов. Все остальное было похожим, но кукуруза, злак С4, приносила большие урожаи, чем любой ее конкурент, растущий на сухой земле (пшеница, овес, рожь – все злаки СЗ), и это преимущество повышалось, когда кукурузу возделывали одновременно с бобовыми: кукуруза и бобы составляли основу сельского хозяйства в Америке, за исключением высокогорных регионов Анд, где преобладали картофель и киноа. Кроме того, в Америке, благодаря отсутствию домашних животных, у людей оставалось больше времени и энергии для других задач.

Энергетические императивы, определявшие несельскохозяйственную активность и структуру традиционных обществ, варьировались от ограничений местоположения до проблем с эффективным управлением. Плавка металлов в большом масштабе производилась только с использованием энергии воды, что ограничивало расположение топок и плавильных печей горными районами, даже при возможности недорого перевозить руду и древесный уголь. Мощность тягловых животных и плохие дороги в значительной степени ограничивали объем прибыльной перевозки громоздких материалов по земле; водный путь был предпочтительным, строились каналы. Из-за неэффективных методов производства древесного угля (менее 20 % энергии дерева превращалось в бездымное топливо) вырубались большие площади лесов.

Управление отдаленными территориями, торговые и военные экспедиции сталкивались с трудностями не только из-за низкой скорости, но из-за ненадежности и наземного, и морского транспорта. Переход из Рима в Египет, крупнейшую житницу империи, мог занять всего неделю, а мог – три месяца и более (Duncan-Jones 1990). Неудачу Непобедимой Армады, пытавшейся атаковать Англию в 1588 году, можно приписать большей части ветру: или тому, что его не было, или тому, что он дул с неудачного направления (Martin and Parker 1988). И даже в 1800 году английские корабли должны были ждать, иногда неделями, чтобы правильный ветер позволил войти в залив Плимут-Саунд (Chatterton 1926).

Энергетические императивы оказали влияние на судьбы стран и регионов во время недавних энергетических переходов. Страны, имевшие сравнительно легкий доступ к топливу, которое можно было производить и доставлять с меньшими затратами энергии, чем ранее доминировавшие конкуренты, наслаждались более быстрым экономическим ростом, с его приятными спутниками в виде процветания и улучшения качества жизни. Первый пример, где преимущества такого рода достигли национального масштаба – Голландия с ее высокой зависимостью от торфа, пережившая Золотой век в семнадцатом столетии. Хотя более ранние оценки (De Zeeuw 1978) высокой годовой добычи торфа позже были пересмотрены (Unger 1984), нет сомнений, что этот вид молодого ископаемого топлива в то время был самым важным источником первичной энергии для страны. Только несколькими поколениями позже еще более масштабное преимущество такого рода проявилось в почти полной замене дерева и древесного угля в Англии битуминозным углем и коксом (King 2011). После 1870 года этот опыт значительно превзошла экономика США, сначала опиравшаяся на отличные угли, а позже – на углеводороды.