Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Слово "энергия" с греческого означает действие, деятельность. Согласно современным представлениям энергия - это общая количественная мера различных форм движения материи. Имеются качественно разные физические формы движения материи, которые способны превращаться одна в другую в строго определенных отношениях (установлено в середине ХХ века), что и позволило ввести понятие энергии как общей меры движения материи.

Важность понятия энергии определяется тем, что она подчиняется закону сохранения. Представление об энергии помогает понять невозможность создания вечного двигателя. Работа может совершаться только в результате определенных изменений окружающих тел или систем (горения топлива, падения воды).

Способность тела при переходе его из одного состояния в другое совершать определенную работу (работоспособность) и была названа энергией.

Виды энергии: механическая, тепловая, химическая, электромагнитная, гравитационная, ядерная.

Энергия характеризует способность совершать работу, а работа производится при действии на объект физической силы. Работа - энергия в действии.

Сейчас как никогда остро встал вопрос: что ждет человечество - энергетический голод или энергетическое изобилие. Не сходят со страниц газет и журналов статьи об энергетическом кризисе.

Ученые и изобретатели с давних пор разрабатывают многочисленные способы производства энергии, в первую очередь электрической. Казалось бы, просто нужно строить больше и больше электростанций и энергии будет столько, сколько понадобится. Но такое "очевидное" решение таит в себе немало подводных камней.

Неумолимые законы природы утверждают, что получить энергию, пригодную для использования, можно только за счет ее преобразования из других форм. Вечные двигатели к сожалению невозможны. А сегодня 4 из 5 произведенных киловатт электроэнергии получаются при сжигании топлива или использовании запасенной в нем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловых станциях.

Возросшие цены на нефть, быстрое развитие атомной энергетики, возрастание требований к защите окружающей среды потребовали нового подхода к энергетике. Хотя в основе энергетики ближайшего будущего по прежнему останется теплоэнергетика на невозобновляемых ресурсах, структура ее изменится. Сократится использование нефти, возрастет производство энергии на атомных станциях, начнется использование нетронутых запасов дешевых углей, широко будет применяться природный газ.

К сожалению, запасы нефти, угля, газа не бесконечны, а многие страны живут лишь сегодняшним днем, хищническим образом разграбляя земные богатства, и не задумываются над тем, что через несколько десятков лет эти запасы иссякнут. Что же произойдет тогда?

Повышение цен на нефть, необходимую также и транспорту, и химии, заставит задуматься о других видах топлива. А пока ученые занимаются поисками новых нетрадиционных источников, которые могут взять на себя хотя бы часть забот по снабжению энергией населения.

Нетрадиционные источники энергии.

Гелиоэнергетика - солнечная энергетика, развивается быстрыми темпами и в разных направлениях. Солнечные устройства служат для отопления и вентиляции зданий, опреснения воды, производства электроэнергии. Также появились транспортные средства с "солнечным приводом". Уже в течение 3 лет немецкий поселок Францхютте полностью питается энергией от гелиоэнергетической установки из 840 плоских солнечных батарей общей площадью 360 кв. м. Мощность каждой батареи 50 Вт. Ночью и в пасмурную погоду ток обеспечивает батарея свинцовых аккумуляторов, заряженных в те часы, когда солнца в избытке.

Швейцарские ученые запатентовали прозрачные солнечные батареи, которые можно вставлять в оконные рамы вместо стекла. Между двумя слоями стекла, покрытого тончайшей пленкой двуокиси титана со столь же тонким слоем светочувствительного пигмента, находится слой электролита с содержанием йода. Свет, попадая на пигмент, выбивает из него электроны, которые через электролит попадают на слой двуокиси титана. Все слои такой солнечной батареи настолько тонки, что прозрачность стекла практически не уменьшается.

В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резко возрос. Потенциальные возможности солнечной энергетики чрезвычайно велики. Использование всего лишь 0,0125% количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики.

Препятствием реализации солнечных ресурсов является низкая интенсивность солнечного излучения. Поэтому коллекторы нужно размещать на громадных территориях, что также влечет за собой значительные материальные затраты.

Простейший коллектор солнечного излучения - зачерненный алюминиевый лист, внутри которого находятся трубы с циркулирующей жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной коллектором, жидкость поступает для непосредственного использования. На изготовление коллекторов идет довольно много алюминия.

Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии и обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами.

Энергия ветра.

Наиболее широкое распространение получили ветряные мельницы в Голландии. Многолопастный ветряк с ветроколесом диаметром до 9 м может вырабатывать до 3 кВт электроэнергии при скорости ветра около 25 км\ч.

Энергия движущихся воздушных масс огромна. Ветры, дующие на просторах нашей страны, могли бы легко удовлетворить все ее потребности в электроэнергии. Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории.

В наши дни ветроустановки вырабатывают лишь небольшую часть производимой энергии. Сейчас созданы высокопроизводительные установки, позволяющие вырабатывать электроэнергию даже при очень слабом ветре.

К созданию ветроколеса - сердца любой ветроэнергетической установки - привлекаются специалисты-самолетостроители, умеющие выбрать наиболее целесообразный профиль лопасти.

Геотермальные источники энергии.

Уже давно работают электростанции, использующие горячие подземные источники. Подземные воды, как "живая кровь" планеты, переносят природное тепло Земли на поверхность. Обладая большой подвижностью и высокой теплоемкостью, они играют роль аккумулятора и теплоносителя. Они либо накапливаются в водоносных горизонтах, либо выходят на поверхность земли теплыми или горячими источниками, а иногда вырываются в виде пароводяных смесей. Это гейзеры и фумаролы. Гейзеры, например "Старый служака" каждые 53-70 минут выбрасывают струю воды (более 90С) на высоту 30-45.

Использовать воду с tниже 100С для энергетики считается экономически невыгодным, но она вполне пригодна для теплофикации.

Главное достоинство тепла, получаемого из недр - экологическая чистота и возобновимость. Конечно, неконтролируемый забор может привести к истощению источников, для этого разработана методика замкнутой системы, по которой остывшая или обычная холодная вода возвращается в высокотемпературный пласт. По одной скважине закачивают холодную, по другой - получают уже горячую воду. Создается надежная, практически "вечная" замкнутая циркуляция.

Огромный резерв экологически чистой тепловой энергии нашей страны может заменить до полутораста млн тонн органического топлива.

Энергия Мирового океана.

Запасы энергии в Мировом океане колоссальны. Наиболее очевидным способом использования океанской энергии представляется постройка приливных электростанций (мощностью 240 тыс. - 6 млн. кВтч). Неожиданной возможностью океанской энергетики оказалось выращивание с плотов в океане быстрорастущих гигантских водорослей, легко перерабатываемых в метан для энергетической замены природного газа. Для полного обеспечения энергией каждого человека достаточно 1 га плантаций таких водорослей. Большое внимание привлекает "океанотермическая энерговерсия" (ОТЭК) - получение электроэнергии за счет разности температур между поверхностными и засасываемыми насосом глубинными океанскими водами, например, при использовании в замкнутом цикле турбины таких легкоиспаряющихся жидкостей, как пропан, фреон или аммоний.

Немало инженерного искусства вложено в макеты генераторов электроэнергии, работающих за счет морского волнения. Предполагается, что некоторые из установок могут быть реализованы и стать рентабельными уже в ближайшем будущем. Вполне вероятно, что существенные сдвиги в океансокй энергетике должны произойти в ближайшие десятилетия.

Океан наполнен внеземной энергией, которая поступает в него из космоса. Энергия Солнца нагревает океан, он накапливает тепловую энергию, приводит в движение течения, которые меняют свое направление под действием вращения Земли. Из космоса же поступает энергия солнечного и лунного притяжения. Она является движущей силой системы Земля-Луна и вызывает приливы и отливы.

Слово «энергия» в переводе с греческого означает действие, деятельность. Согласно современным представлениям энергия - это общая количественная мера различных форм движения материи. Существуют качественно разные физические формы движения материи, способные взаимно превращаться. В середине XX в. было установлено важное свойство материи: все ее формы движения превращаются друг в друга в строго определенных отношениях. Именно такое свойство и позволило ввести понятие энергии как общей меры движения материи.
Превращение энергии подчиняется фундаментальному закону сохранения, из которого следует невозможность создания вечного двигателя. В большинстве случаев полезная работа совершается только в результате определенных изменений состояния окружающих тел или систем (горения топлива, падения воды и т. п.). Работоспособность тела, т. е. способность его совершать определенную работу при переходе из одного состояния в другое, определяется энергией. Различным формам физического движения соответствуют различные виды энергии: механическая, тепловая, химическая, электромагнитная, гравитационная, ядерная и т. д. Однако способность движения материи к взаимным превращениям придает данным видам энергии условный характер. Движение - неотъемлемое свойство материи, поэтому все виды энергии всегда локализованы в определенных материальных объектах.
Энергия характеризует способность материальных объектов совершать работу, а работа производится при действии на объект физической силы. Значит, работа - это энергия в действии. Движется автомобиль, скользят санки по склону горы, набегающая волна приподнимает плот и т. д. - все это примеры совершаемой работы, энергии в действии.
Уровень развития современного общества во многом определяется производством и потреблением энергии. Благодаря потреблению энергии движется транспорт, улетают в космос ракеты, готовится пища, обогреваются жилища и приводятся в действие кондиционеры, освещаются улицы и т. д. Можно сказать: окружающий нас мир заполнен энергией, которая может быть использована для совершения различных видов работы. Энергией обладают люди и животные, камни и растения, ископаемое топливо и деревья, реки и озера, Мировой океан и т. п.

Энергия - источник благосостояния

В последнее время как никогда, обсуждается вопрос: что ждет человечество - энергетический голод или энергетическое изобилие? На страницах газет и журналов все чаще появляются статьи об энергетическом кризисе. Стремление обладать источником энергии (обычно нефти) приводит к возникновению войн. Газетными сенсациями стали сообщения о запуске новых энергетических установок и новые изобретения в области энергетики. Предлагаются гигантские энергетические программы, рассчитанные на привлечение огромных материальных ресурсов.
Если в конце XIX века самая распространенная сейчас энергия - электрическая - играла вспомогательную и незначительную роль, то уже в 1930 г. во всем мире было произведено около 300 млрд кВт. ч электроэнергии. Вполне реален прогноз, согласно которому в 2002 г. будет произведено 30 тыс. млрд кВт·ч! Гигантские цифры, небывалые темпы роста! И все равно энергии мало, потребности в ней растут быстро.
Развитие экономики, уровень материального благосостояния, людей находится в прямой зависимости от количества потребляемой энергии. Многие виды трудовой деятельности основаны на потреблении энергии. Для добычи руды, выплавки из нее металла, для строительства дома и т. д., нужна энергия. Потребности людей постоянно растут, потребителей энергии становится все больше - все это приводит к необходимости увеличения объемов производимой энергии.
Природные энергоресурсы могут быть одним из основных источников процветания жизни. В качестве примера можно назвать нефть, добываемую в Арабских Эмиратах. Эту когда-то отсталую страну нефтяные энергоресурсы вывели на современный уровень развития. Построены большие города, по внешнему облику и инфраструктуре очень похожие на многие города такой развитой страны, как США. Проезжая, например по городу Абу-Даби - столице Арабских Эмиратов, утопающей в ковровой зелени и многокрасочных цветах, - трудно поверить, что этот город, как и многие другие города Эмиратов, вырос на пустынной земле, сквозь песчаную толщу которой с большим трудом пробивается верблюжья колючка. Такие города - эдемские уголки Арабских Эмиратов - выросли очень быстро, за каких-то двадцать-тридцать лет. Было бы ошибочно думать, что только благодаря нефти - основному источнику энергии - можно преобразовать пустынную землю. Продуманное государственное управление вместе с хорошо отлаженной системой образования, включающей религиозное воспитание, играют при этом не менее важную роль в развитии Арабских Эмиратов.
Из фундаментального закона природы следует, что пригодную для потребления энергию можно получить из других форм энергии в результате их преобразования. Вечные двигатели, якобы производящие энергию и ниоткуда ее не берущие, к сожалению, невозможны. А структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложилась таким образом, что четыре из каждых пяти произведенных киловатт электроэнергии получаются в принципе тем же способом, которым пользовался первобытный человек для согревания, т. е. при сжигании топлива или при использовании запасенной в нем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловых электростанциях. Конечно, способы сжигания топлива стали намного сложнее и совершеннее. Новые факторы - возросшие цены на нефть, быстрое развитие атомной энергетики, возрастание требований к защите окружающей среды - потребовали нового подхода к энергетике.
В основе энергетики ближайшего будущего по-прежнему останется теплоэнергетика на невозобновляемых ресурсах. Однако структура ее изменится. Сократится потребление нефти. Существенно возрастет производство электроэнергии на атомных электростанциях. Начнется разработка пока еще не тронутых гигантских запасов дешевого угля, например, в Кузнецком, Канско-Ачинском, Экибастузском бассейнах. Будет широко применяться природный газ, запасы которого в нашей стране сравнительно велики.
К сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь небезграничны. В естественных условиях они формировались миллионы лет, а будут израсходованы за сотни лет. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить хищнического разграбления земных богатств. Лишь при экономном, рачительном потреблении природных ресурсов их может хватить на века. К сожалению, многие страны живут сегодняшним днем, добывая в большом количестве подаренные им природой богатства. Многие из таких стран, особенно в районе Персидского залива, буквально купаются в золоте, не задумываясь над тем, что через несколько десятков лет земные запасы иссякнут. Что же произойдет тогда - а это рано или поздно случится, - когда месторождения нефти и газа будут исчерпаны? При этом следует иметь в виду, что и нефть, и газ потребляет не только энергетика, но и транспорт, и химическая промышленность. Ответ очевиден - поиск новых источников энергии. Ученые, инженеры еще с давних времен занимаются поиском новых, нетрадиционных источников, которые могли бы обеспечить человечество энергией. Возможны разные пути решения данной проблемы. Самый очевидный путь - использование вечных, возобновляемых источников энергии - энергии текущей воды и ветра, океанских приливов и отливов, тепла земных недр, Солнца. Можно назвать еще один заманчивый путь - управляемый термоядерный синтез, над освоением которого усердно работают ученые многих стран.

9. 2. Преобразование и потребление энергии

Способы преобразования энергии

Можно назвать три основных способа преобразования энергии. Первый из них заключается в получении тепловой энергии при сжигании топлива (ископаемого или растительного происхождения) и потреблении ее для непосредственного обогревания жилых домов, школ, предприятий и т. п. Второй способ - преобразование заключенной в топливе тепловой энергии в механическую работу, например, при использовании продуктов перегонки нефти для обеспечения движения различного оборудования, автомобилей, тракторов, поездов, самолетов и т. д. Третий способ - преобразование тепла, высвобождающегося при сгорании топлива или деления ядер, в электрическую энергию с последующим ее потреблением либо для производства тепла, либо для выполнения механической работы.
Электроэнергия получается и при преобразовании энергии падающей воды. Электроэнергия таким образом играет роль своеобразного посредника между источниками энергии и ее потребителями (рис. 9.1). Как посредник на рынке ведет к повышению цен, так и потребление энергии в форме электричества приводит к росту цен из-за потерь при преобразовании одного вида энергии в другой. В то же время преобразование различных форм энергии в электрическую удобно, практично, а иногда это единственно возможный путь реального потребления энергии. В ряде случаев просто невозможно эффективно использовать энергию, не превратив ее в электрическую. До открытия электричества энергия падающей воды (гидроэнергия) применялась для обеспечения движения механических устройств: прядильных машин, мельниц, лесопилок и т. д. После преобразования гидроэнергии в электрическую сфера применения значительно расширялась, стало возможным ее потребление на значительных расстояниях от источника. Энергию деления ядер урана, например, невозможно непосредственно использовать без превращения ее в электрическую.

Ископаемые виды топлива, в отличие от гидроисточников, долгое время применялись лишь для отопления и освещения, а не для работы различных механизмов. Дрова и уголь, а нередко и высушенный торф сжигались для обогрева жилых домов, общественных и промышленных зданий. Уголь, кроме того, применялся и применяется для выплавки металла. Угольное масло, полученное путем перегонки угля, заливалось в лампы. Только после изобретения паровой машины в XVIII в. был по-настоящему раскрыт потенциал данного ископаемого топлива, ставшего источником не только тепла и света, но и движения различных механизмов и машин. Появились паровозы, пароходы с паровыми двигателями, работавшие на угле. В начале XX в. уголь начали сжигать в топках котлов электростанций для производства электроэнергии.
В настоящее время ископаемое топливо играет исключительно важную роль. Оно дает тепло и свет, является одним из основных источников электроэнергии и механической энергии для обеспечения огромного парка многочисленных машин и различных видов транспорта. Не следует забывать, что ископаемое органическое сырье в огромных количествах потребляется химической промышленностью для производства большого многообразия полезной и ценной продукции.

Химические процессы и преобразование энергии

Еще в недалеком прошлом во многих странах основным источником энергии был каменный уголь. Однако с течением времени добыча нефти возрастала, и к середине XX в. потребление нефти и угля сравнялось. Трехкратное увеличение населения в XX в. сопровождалось приблизительно десятикратным увеличением потребления всех видов энергии.
Химические процессы - сжигание нефти, природного газа и угля - обеспечивают производство значительной доли энергии во всем мире. При преобразовании световой и тепловой энергии в электрическую химические процессы также неизбежны. Химические технологии лежат в основе создания высококачественных теплоносителей и термостойких материалов для современных энергетических установок. Все это означает, что прогресс в развитии энергетики во многом зависит от достижений современной химии.
Первой энергетической установкой промышленного масштаба была паровая машина, созданная во второй половине XVIII в. английским изобретателем Джеймсом Уаттом (1736-1819). Тепловая энергия в ней превращалась в механическую работу. С паровой машиной долгое время конкурировало водяное колесо. Гораздо позднее - к середине XIX в. - была создана гальваническая батарея - первый источник электрического тока. В поисках более эффективных источников тока для телеграфной связи в 1866 г. немецкий электрик Вернер Сименс (1816-1892) изобрел динамомашину - генератор тока, ставший отправной точкой для новых исследований и разработок многочисленных источников электрического тока. Электроэнергия в те времена производилась в небольших количествах и была слишком дорогой. Так, например, алюминий и магний, полученные электрохимическим путем в середине XIX в., стоили дороже золота и платины. С модернизацией генератора электрического тока энергия постепенно дешевела, что способствовало бурному развитию химической промышленности.
При превращении электрической энергии в тепловую была достигнута температура примерно 3500° С. Такую высокую температуру не удавалось получить ранее никакими другими способами. Только с применением электроэнергии были реализованы методы восстановления металлов и выплавлены в чистом виде многие металлы, а также синтезированы не существующие в природных условиях соединения металлов с углеродом - карбиды. На химических заводах, кроме того, стало возможным осуществлять электрохимическое разложение вещества в крупных промышленных масштабах. Так открывались новые пути развития разных отраслей химической промышленности, производящей многообразные синтетические неорганические вещества.
В настоящее время химическая промышленность - одна из самых энергоемких отраслей. Количество энергии, необходимое для промышленного производства различной продукции, зависит от ее вида, что наглядно представлено на рис. 9.2, где даны энергозатратыQ, выраженные в тоннах природной нефти на 1 т продукта. Например, для производства 1 т карбида кальция или хлора требуется не менее 3500 кВт электроэнергии. Расход электроэнергии на производство алюминия и магния равен 14-18 кВт на 1 т. В общих затратах на производство многих видов промышленной продукции на долю электроэнергии приходится 18-25%. Для карбида кальция затраты на электроэнергию составляют почти половину его себестоимости, для поливинилхлорида и полиэтилена - 35-50%, для ацетальдегида - даже 45-70%. С каждой тонной азотного удобрения в землю «закапывается» почти 14 000 кВт энергии.

Быстрое развитие химической промышленности и материального производства вообще требует не только роста выработки электроэнергии, но все в большей степени ее рационального потребления.

9.3. Эффективность производства и потребления энергии

Долгое время невысокая эффективность преобразования тепловой энергии в полезную работу связывалась с несовершенством самого механизма преобразования. С развитием термодинамики стало ясно, что существует ограничение полного преобразования всей тепловой энергии в полезную работу. Такое ограничение следует из фундаментальных законов термодинамики и обусловливается необратимостью тепловых процессов. К настоящему времени значительная часть всевозможных усовершенствований, направленных на повышение эффективности производства электроэнергии с использованием пара, в основном уже осуществлена. Если КПД первых паровых машин составлял 2-5%, то КПД современных энергетических систем - тепловых элетростанций, работающих на том или ином виде топлива и вырабатывающих пар для последующего преобразования его энергии посредством турбогенератора в электрическую, - достигает около 40%. Атомные электростанции также вырабатывают пар, подаваемый в турбогенераторы. КПД их не превышает 32%, а это означает, что только 32% тепловой энергии, выделяющейся при делении урана, преобразуется в электрическую.
Производство электрической энергии даже с применением современных энергетических систем сопровождается большими потерями тепла. Особенно велики потери тепла, когда электрическая энергия снова преобразуется в тепло либо другие виды энергии на месте потребления. Существенными потерями сопровождается и передача электроэнергии, особенно на большие расстояния. В последние десятилетия интенсивно ведутся работы по синтезу электропроводящих материалов проводников для передачи электроэнергии с минимальными потерями. Уже синтезированы высокотемпературные сверхпроводящие материалы. Однако для передачи электроэнергии нужны такие проводники, сверхпроводящее свойство которых проявлялось бы не при низких, а при обычных температурах.
К большим потерям приводит и потребление электроэнергии в химической промышленности. Например, энергетический КПД для процесса синтеза аммиака составляет 25-42%, хотя потребление энергии для такого процесса за последние 50-60 лет уменьшилось более чем на 50%. Для обычных способов получения винилхлорида он равен 12%, а для его синтеза из NO - всего лишь 5-6,5%. В большинстве случаев высокотемпературные процессы сопровождаются потерями энергии до 60-70%. Потери энергии в химическом производстве обусловливаются вполне объяснимыми объективными факторами, связанными с уровнем развития не только химических технологий, но и естествознания в целом. Однако есть и субъективные причины. Одна из них - очень часто разрабатываются методы превращения веществ с высоким процентом выхода конечной продукции без учета энергетической эффективности технологических процессов. В данной связи многие технологические процессы имеют сравнительно высокий процент выхода конечной продукции, но низкий энергетический КПД.
Повышение энергетического КПД процессов и аппаратов - одна из важнейших задач совершенствования химической технологии. Возможны разные способы ее решения - улучшение условий химических реакций, уменьшение числа стадий технологического процесса, осуществление реакций при невысоких, т. е. обычных температурах и давлениях, приближение химических процессов к биологическим и, наконец, разработка новых технологических приемов.
Проблема энергосбережения охватывает не только химические процессы, но и весь технологический цикл производства конечного продукта, включающий весьма важные стадии - добычу и первичную переработку природного сырья.
Новые методы, модифицированные установки и аппараты, новейшие технологии позволяют постепенно решать проблему энергосбережения. Конечно, на всех действующих предприятиях всеми возможными мерами необходимо сокращать бесполезное рассеяние энергии. Такие меры известны: это оптимизация производственных процессов, утилизация рассеянного тепла, улучшение изоляции и герметичности, оптимизация процессов испарения и конденсации и т. д. Сохранение энергетических ресурсов - неотъемлемая и значимая задача всех отраслей материального производства.

9.4. Тепловые электростанции

Существенная доля электроэнергии производится на тепловых электростанциях, на которых ископаемое топливо используется для получения тепла и пара, подаваемого на турбогенераторы, вырабатывающие электроэнергию. Топливом служит уголь, нефть или природный газ, а на атомных станциях - ядерное горючее, выделяющее тепло при делении ядер.
Принципы работы различных тепловых станций во многом совпадают и отличаются способом получения тепла от первичного источника - органического либо ядерного топлива. В результате сжигания топлива или ядерных реакций выделяется тепло, используемое для нагревания воды и получения пара (рис. 9.3). Полученный пар с высокими температурой и давлением подается на турбину, вращающую якорь генератора электрического тока. Отработанный пар с пониженными температурой и давлением, покидая турбину, направляется в конденсатор, через который пропускается охлаждающая вода для превращения пара в воду. В процессе конденсации пара охлаждающая вода нагревается, эта вода сбрасывается в водоем, откуда она забиралась, либо пропускается через градирни для охлаждения и повторного использования в конденсаторе. Вода, образовавшаяся из сконденсированного пара, возвращается в котел, и описанный выше цикл повторяется.

На современной топливной станции с КПД около 40%, работающей на угле, на каждую единицу произведенной электрической энергии теряется 1,5, а на атомной станции 2,33 единицы тепла. Тепловые сбросы на атомных электростанциях передаются в основном воде, охлаждающей конденсаторы. На электростанциях на органическом топливе охлаждающей воде передается около 75% тепловых отходов, а остальное неиспользованное тепло отводится через дымовые трубы.
Громадное количество производимой электрической энергии неизбежно влечет за собой сброс чрезвычайно больших объемов тепловых отходов в окружающую среду: реки, водоемы и атмосферу. Сбрасываемое тепло приводит к тепловым загрязнениям окружающей среды. Тепловое загрязнение (преимущественно воды) сопровождает процесс охлаждения открытого типа, при котором охлаждающая вода поступает из внешнего резервуара (бассейна реки, водоема) и затем в нагретом состоянии после использования для конденсации пара возвращается опять в тот же резервуар, откуда она забиралась. Охлаждение другого типа - с замкнутым циклом, когда тепло, получаемое охлаждающей водой, рассеивается в атмосфере при помощи градирен (башен, в которых вода охлаждается путем разбрызгивания и испарения) - приводит к тепловому загрязнению в основном атмосферы. Результаты исследований показывают, что тепловое загрязнение и воды, и атмосферы нарушает жизнедеятельность экосистем. Кроме того, тепловые электростанции - источник колоссального количества углекислого газа, двуокиси серы и других газов, загрязняющих атмосферу. Все это означает, что производство энергии на тепловых станциях - не самый лучший и эффективный способ производства энергии. В этой связи продолжается поиск более эффективных источников энергии.

480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

240 руб. | 75 грн. | 3,75 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Введение

Глава1 Философские проблемы интерпретации энергии в современной науке 10 CLASS

Глава 2 Понятие энергии в античности и средневековой философии 30 CLASS

2.1. Семантика понятия «svspysia» 30

2.2. Энергия в системе категорий аристотеля 42

2.3. Развитие представлений об энергии в учении исихазма 52

Глава 3 Космическое, планетарное, человеческое измерение энергии 83

3.1. Принцип субстанциальности в энергетизме оствальда 83

3.2. Энергетические аспекты в учении о ноосфере 100

Глава 4 Универсальность энергетических представленії^ в историческом развитии человеческой мысли 109

Заключение 133

Приложение

Энергетическая концепция «ци», как основа китайской медицины и учения фэншуй 141

Литература 150

Введение к работе

Актуальность темы исследования. Стремительные изменения, происходящие в настоящее время в различных областях научной, общественной и культурной жизни, требуют переоценки сложившихся взглядов на мир н роли философского знания в этой системе взглядов. В связи с величайшими научными открытиями и техническими изобретениями категория «энергия» в современную эпоху получает новое толкование и широко используется в научной литературе, при этом многие дисциплины: физика, химия, биология, психология, социология и др. используют это понятие в качестве ключевого концепта в ракурсе своей дисциплинарной специфики. Переосмысление и переоткрытие категории энергии, ведущее к возрастанию её места и роли, происходит и в современной философии. Путь интегративного определения этой категории в философии ещё не пройден. Он требует отказа от многих догм и стереотипов мышления. Возможны различные подходы к этой проблеме, углубляющие понимание этой сложнейшей категории, которая, как показала история философии, играла существенную роль в формировании собственно философского мировоззрения.

В работе предпринята попытка выявить роль категории энергии в формировании научно-философской картины мира. В интересах корректности текста диссертационной работы необходимо уточнение термина «научно-философская картина мира». Возможно, что этот термин вызывает желание представить её в виде огромного полотна, на котором художник-учёный нарисовал каждую вещь на своём месте, объединив детали общим сюжетом, или киноленту, проекция которой даёт не просто представление о движении, но об историческом развитии сюжета от начала к финалу. Отнюдь нет.

Речь идёт о результате, отражающем способность человека задуматься об устройстве мира. В представлении о звёздах и планетах, их связи со своей жизнью, состоящей из повседневных забот, в представлении об устройстве бескрайних просторов, которые называют теперь Вселенной, человек ищет смысл своего существования и его духовное развитие во многом определяется этими представлениями. Знания людей обо всём, что их окружает, концентрируются и обобщаются наукой. Она, в основном, определяет наши представления о мире и о действующих в нём законах, и совместно с философским знанием гфинципов

4 развития даёт представление об единстве Вселенной и её составных частей, выстраивает цельную концепцию развития природы.

По мере накопления знаний меняется и научная картина мира. Со временем первоначальный примитивизм такой картины сменялся всё более сложной моделью и этот процесс, видимо, никогда не завершится. Вернадский писал: «Мы переживаем коренную ломку научного мировоззрения, происходящую в течении жизни ныне живущих поколений, переживаем создание огромных новых областей знания, расширяющее научно охватываемый космос конца прошлого века, и в его пространстве, и в его времени, до неузнаваемости, переживаем изменение научной методики, идущее с быстротой, какую мы напрасно стали бы искать в сохранившихся летописях и в записях мировой науки» .

Итак, под научно-философ ской картиной мира в данной работе будет пониматься совокупность представлений о мире и происходящих в нём процессов на основе достигнутого уровня научного знания, степени его обобщения.

На современном этапе развития, когда единое знание ещё раздроблено на отдельные научные дисциплины, процесс ломки старого научного мировоззрения предстаёт как серия научных революций, совершающихся в каждой из таких дисциплин. Поэтому имеет место чувственно-пространственная картина мира, духовно-культурная, метафизическая, физическая, биологическая и т. д. картины мира.

На рубеже ХІХ-ХХ веков началась революция в физике, вызванная новыми знаниями о строении вещества, необычными с точки зрения классической физики законами микромира, новыми представлениями о свойствах пространства и времени и многим другим, что составило содержание современной физики. Внедрение новых идей и представлений в науку и в сознание людей не закончилось и сегодня. Но революция в физике - лишь звено в преобразовании единого знания.

В начале 20-х годов произошли революционные изменения в космологических воззрениях. Открытие расширения Вселенной, конечного времени её существования и историчности развития вызвало необходимость замены казалось бы незыблимой модели стационарной Вселенной моделью развивающейся Вселен-

Вернадский В.И. Размышления натуралиста. М., 1977. кн. 2. С. 31.

5 ной. Изменилось понимание наукой окружающего нас мира и нашего места в нём, а такие перемены имеют далеко идущие последствия.

В начале 30-х годов появились признаки наступления новых времён и в науках о Земле - геологии, геофизике, физике атмосферы, физике океанов и других. Кульминация решительного обновления научных представлений о Земле и её оболочках, включая внешнюю подвижную оболочку, называемую биосферой, наступила совсем недавно, в 60-х - 70-х годах. Новые данные о динамике развития недр планеты, её суши, гидросферы и атмосферы сформировали представления о нашей планете как о целостной системе, естественном теле, в своём развитии следующем как законам «внешней среды» - Космоса и Солнечной системы, так и своим внутренним, автономным законам.

Наконец, в последние десятилетия проявились революционные перемены в биологических науках. Они вызваны, с одной стороны, фундаментальными открытиями в области генетики, молекулярной биологии, новым пониманием законов развития организмов и их сообществ, а также сознанием того, что жизнь на Земле предстаёт, по словам Вернадского, как геологическое явление, тесно связанное с общим процессом развития планеты. В свою очередь, жизнь на Земле включена в системный объект, называемый биосферой.

Новая научная картина мира и вытекающие из неё представления о развитии природы вообще и нашего планетного мира вместе с жизнью и человеком в частности, складывается под влиянием всех перечисленных дисциплин, но особая роль принадлежит здесь понятию энергии, заявившему себя в последнее время во многих дисциплинах как фундаментальная онтологическая категория. В диссертации исследуется, как происходило развитие и наполнение новым содержанием категории энергии через историю разработки научных и философских концепций, через историю раскрытия качественных и атрибутивных аспектов энергии, как категории современной научно-философской онтологии. В работе проводится определение перспектив, потенциала, глубины содержания этой категории через выявление целостности, взаимодополнительности и многогранности этих качеств. При этом исследование выходит за рамки истории европейской научной мысли и включает в область исследования древнекитайскую филосо-

фию, как пример доказательства универсальности категории энергии в мировой философии.

Избранный в ходе работы путь исследования - обращение к древнегреческой и древнекитайской философии, - отвечает классическому способу вхождения в проблему через возврат к истоку, к своему архетипу.

В истоке гносеологической разработки темы лежит метод актуализации изначального семантического потенциала категории «энергия», который был заложен в неё Аристотелем. Показывается перспективность этого метода для переосмысления содержания базовых философских и научных понятий, раскрытия их места и роли в научно-философской картине мира.

Степень разработанности проблемы. В современных философских трудах нет систематизированных и целостных представлений о категории энергии, хотя некоторые авторы в своих работах обращались к отдельным вопросам рассматриваемой темы. Необходимо определить, какой линии в исследовании категории «энергия» следует придерживаться и какого рода интерпретации этого понятия можно принять за наиболее адекватные.

Формирование целостного представления об энергии проходит ряд этапов в своём развитии. В качестве основных в работе выделяются и исследуются следующие этапы: 1) Античная эпоха в лице Аристотеля дала название этой категории, статус и место в научном аппарате философии. 2) Развиваемое в раннехристианской философии понимание энергии характеризовало самые тонкие слои духовной жизни человека и человечества в целом, формировало мировоззрение, ориентированное на идеал духовного и психического совершенствования человека. 3) В XVII-XTX века через закон сохранения энергии, открытие новых её видов, была раскрыта многоплановая значимость энергии в научно-технической области. 4) Современные разработки в области науки и философии ставят нас перед необходимостью обращения к древнему представлению об энергии, которое построено на интуиции целостного восприятия мира. Древнекитайская эпоха создала об энергии масштабное в гносеологическом, онтологическом и антропологическом аспекте представление, которое явилось отражением философского поиска универсального энергетического и движущего начала всех явлений.

По указанным узловым моментам разрабатываемой темы можно выделить тематические блоки работ, на которые опирался автор в своём исследовании:

I). Спектр представлений об энергии в естественнонаучных дисциплинах широко изучался в работах Овчинникова Н.Ф., Омельяновского М.Э., Мелюхина СТ., Кравец Т.П., Панибратова В.Н., Пригожина И., Стенгерс И., Гейзенберга В., Кобозева Н.И., Джеммер М.

2). Введение понятия энергия в научный аппарат философии был рассмотрен в трудах Аристотеля, Лосева А.Ф., Асмуса В.Ф., Чанышева А.Н., Васильевой ТВ., Ахутина А.В., Литвиновой Е.О. Анализ трансформации аристотелевского представления об энергии в категорию силы в схоластике проводился Адо П, Гайденко П.П.

3). Недостаточная философская разработанность категории энергии, слабо выраженный категориальный статус, приводят к необходимости обращения к разработкам этой категории в раннехристианской философии Иоанна Дамаски-на, Василия Великого, Григория Нисского, Григория Паламы, произведения которых исследовались Кривошеиным В., Лосским Н.О., Флоровским Г.В., Зень-ковским В.В., Экономцевьгм И., Хоружим С.С.

4). Критике механистического представления об энергии, доказательству необходимости нового представления о ней, на котором базировалась энергетическая картина мира, посвятил свои многочисленные разработки В. Оствальд. В критике энергетизма были учтены работы Ульянова В.И., Лопатина Л.М., Кас-сирера Э., Родного НИ., Соловьёва Ю.И.

5). Философская разработка и обоснование ноосферно-мировоззренчеких аспектов категории энергии рассмотрены в трудах Вернадского В.И., Тейяра де Шардена, а также в работах современных учёных Тимофеева-Ресовского Н.В., Тюрюканова АН., Фёдорова В.М., Кузнецова П.Г., Смирнова Т.С., Кузнецова М.А.

6). Интерпретация древнекитайского иероглифа ГДи и использование его трактовок в описании картины мира изложена в собрании текстов древнекитайской философии на русском языке, в частности, в текстах Лао-цзы и Чжуан-цзы. Космогоническая концепция, центральным местом которой является категория Ци, рассмотрена в работах Фэн Ю-Лань, отечественных синологов Лукьянова А.Е.,

8 Кобзева А.И., Маслова, Бурова ВТ., Торчинова Е.А.. Практическое приложение к учению о Ци изучалось Вейсинь У., Гаваа Лувсана, Куприенко В.Н. Сопоставление принципов и категорий в философии Востока и Запада, в частности «Ци» и «энергии», рассматривалось в трудах Ф. Капра и Григорьевой Т.П, Титаренко М.Л., Феоктистова В.Ф., Лю Шусяня, Лукьянова А.Е., Сухарчук Г.Д.

Цель диссертационного исследования. Провести всестороннее исследование различных философских подходов к трактовке категории энергия с целью обогащения её содержания, адекватного новым научным представлениям.

Задачи диссертационного исследования:

Показать, что при описании некоторых физических процессов, определённых в современной науке как «энергетические», в традиционном понимании энергии выявился целый ряд трудностей философского плана.

Провести анализ семантики понятия энергия на различных этапах развития философской мысли.

Наметить возможные пути разработки нового понимания категории энергии, адекватного современным научным представлениям, с учётом целостности, дополнительности и системности свойств этой категории, которые обнаруживаются при обращении к её изначальному философскому смыслу и современным ноосферным концепциям.

Доказать универсальность энергетических представлений в истории развития науки и философии через обоснование возможности установления изоморфного тождества категории «энергия» и представления о «Ци» в древнекитайской традиции.

Проблема диссератационного исследования. Каким образом можно расширить и углубить понимание категории энергия, чтобы оно отражало расширяющееся представление о ней в современной научно-философской картине мира?

Объектом настоящего исследования является категория энергия во всём многообразии её трактовок в философском, религиозном, научном и т. д. контексте.

Предметом исследования является возможность изменения классического представления об энергии с учётом требований современной науки.

9 Методологической основой диссертации служит концептуально-теоретический базис различных подходов и принципов отечественной и зарубежной философской мысли, открывающих возможность для всестороннего исследования категории «энергия». Среди них можно выделить следующие методологические принципы: историзм, целостность, дополнительность и системность в которых проявляется единство общенаучных и философских методов формирования мировоззрения. В анализе мировоззренческих концепций используется метод сопоставления, метод аналогий; наибольший интерес для настоящего исследования представляет историко-генетический подход, согласно которому изменение представления об энергии отражает смену научных парадигм; для решения поставленной проблемы используется методический приём возврата к истоку рассматриваемого понятия.

Практическая значимость полученных результатов. Материалы проведённого исследования могут быть использованы для дальнейшего изучения философских вопросов естествознания, при подготовке спецкурсов, лекций, семинаров по онтологии, теории познания, дисциплин, образованных на стыке гуманитарных и естественных наук.

Апробация полученных результатов. Диссертация была обсуждена и рекомендована к защите на кафедре онтологии и теории познания философского факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Основные положения диссертации отражены в опубликованных статьях, доложены и обсуждены на следующиех Всероссийских и международных научно-практических конференциях:

Ноосферная идея и будущее России (Иваново, 1998).

Фундаментальные проблемы антропологии и социальной философии (Пермь, 1998).

Социально-философские аспекты ноосферной динамики России (Иваново, 2000).

Научное и вненаучное знание: конфронтация или сотрудничество? (Санкт-Петербург, 2001).

Структура диссертации определена целью исследования и её основными задачами. Текст диссертации состоит из введения, основной части, состоящем из 4 глав, заключения, списка литературы (147 наименований на русском, немецком и китайском языках) и приложения к диссертационной работе.

Семантика понятия «svspysia»

В контексте рассматриваемой проблематики оказываются необходимыми и актуальными терминологические уточнения понятия «энергия» и соотносимых с ним категорий, ибо, как утверждал один из учителей Платона древнегреческий философ Кратил, кто знает имена, тот знает и вещи. Именно поэтому первые уроки философии в Афинах посвящались выяснению понятий, которое проводилось как осмысление слов. Уже во времена Аристотеля разные философы пользовались зачастую то разными словами для обозначения одного понятия, то одним словом для обозначения разных понятий. Назрела необходимость определить собственно философское значение слов в отличие от общеязыкового, общепонятного.

И Аристотель берёт на себя смелость навести порядок в словоупотреблении, разработать понятийный аппарат философии. Пожалуй, его «Метафизику» можно считать первым опытом философского словаря, при составлении которого Аристотель не стремится привязать одно понятие к другому, а, напротив, старается различить те нетождественные понятия, которые могут за этим словом стоять. Таким образом, он досадную многозначность философского термина принимает как данность и использует её как одно из средств речевой и мыслительной экономии: философия должна не умножать словарь, вводя новые названия для каждого нового понятия, но давать точные определения понятиям, используя всё те же возможности, которые представляет ей человеческий язык. Однако именно Аристотель расширил категориальный аппарат наблюдаемых явлений, введя «изобретённые» им неологизмы «энергия» и «энтелехия», которые впервые становятся исходной реальностью научного знания.

Современный словарь античности повествует, что Аристотель использовал понятие энергия для различения «осуществления» вещей в их форме (например, кувшин) от простой «возможности» осуществления (горшок = глина + сила). Как способность физической системы производить работу энергия в античности не определялась.

В редакторской же правке к изданию на русском языке трудов Аристотель И.Д. Рожанский комментирует: «Впервые в «Физике» мы встречаемся с понятиями возможности («дюнамис») и действительности - энтелехии («энтеле-хейя»), которые играют очень важную роль в философии природы Аристотеля. Наряду с термином «энтелехия», и даже чаще, Аристотель пользовался термином «энергия» («энергейя»), имеющим почти то же значение, однако с несколько иным оттенком. «Энергия» есть процесс реализации возможного, деятельность, акт; «энтелехия» - завершение этой деятельности, то конечное состояние, к которому она приводит. В дальнейшем термины «энтелехия» и «энергия» мы будем передавать соответственно по-русски словами «действительность» и «деятельность» («актуализация»).

И действительно, происходит обидное, недопустимое в науке недоразумение: в советском издании 1981 года в переводах Аристотеля и многих других комментариях к ним отсутствуют столь важные в философском смысле понятия «энергия» (evepvysict) и «энтелехия» (єутєА.єхєіа). В списке используемых терминов они синкретично вводятся через другие, не всегда удачные для передачи аристотелевского смысла, понятия. А ведь древний философ имел также в своем лексиконе слова: «праксис» (кра.%щ\ «дюнамис» (Suvauic;, лат. potentia), и не счёл возможным выразить через них то, что хотел выразить.

Надо отметить, что термины, введённые Аристотелем, двусмысленны и двузначны: «энергия» употребляется для характеристики как деятельности, так и действительности, «дюнамис» же - как возможности, так и способности, что, очевидно, выражает разные аспекты и стороны понятия и не даёт основания подменять одни понятия другими.

Рассмотрим, когда термин «энергейя» Аристотель употребляет как деятельность и когда - как действительность. В первом случае это будет самодеятельность осуществления способности (например, видение - процесс реализации способности к зрению), в другом случае - там, где возникающее есть что-то другое, помимо применения способности (например, дом есть осуществление способностей к строительству).

В русском языке нет слова, эквивалентного греческому «єуєруєш», в котором бы совмещались оба понятия: деятельность и действительность. Этот факт, по мнению автора работы, и явился причиной рассмотренного ранее нонсенса в переводах Аристотеля на русский язык.

Очерчивая понятие «энергии», Аристотель внимательнейшим образом прислушивается к возможностям этого слова, поясняет мысль, вложенную в него, многочисленными примерами, объясняет различие с близкими по значению понятиями, несмотря на то, что в других фрагментах своих текстов, считает автор брошюры «Афинская школа философии» Васильева Т.В., философ употребляет мало слов, экономит текст. «Метафизика», по её мнению, действительно представляет в наиболее существенном своём содержании непреодолимые трудности для перевода её на новые языки, трудности, в известном смысле аналогичные тем, которые испытывают переводчики стихов, ибо при переводе «приходится передавать не только синтаксическую связь и вероятные в ближайшем контексте значения слов, но и те смыслы, которые делают возможной аналогию».

Эти сложности, по мнению Васильевой Т., делают переводы аристотелевских сочинений на новые языки «косноязычными, полуслепыми, а зачастую и попросту непроглядно тёмными»31, что затрудняет исследовние трудов Аристотеля и понимание древнего философа, знающего цену каждому слову и умеющего заставить работать слово на мысль, а мысль - на слово. И всё же попытаемся разобраться в семантике аристотелевских терминов, т. е., словами Аристотеля, попытаемся понять, что такое энергия и какова она. Это, по мнению философа, даст нам возможность понять, что приводит в движение природные и организованные процессы, тварные и нетварные вещи. Итак, говорит Аристотель, энергия - «это существование вещи не в том смысле, в каком мы говорим о сущем в возможности,., а в смысле осуществления»."

Энергия в системе категорий аристотеля

Введённые в философский словарь Аристотелем понятия «ЭНЕРГИЯ» и «ЭНТЕЛЕХИЯ» позволили расширить диапазон обсуждаемых вопросов в афинской школе, сделать философию объёмной, диалектической наукой. Можно предположить, что в перечене категорий, приписываемых Аристотелю (или достойный перевод этого перечня), следовало бы поставить категорию «энергия» Обращает на себя внимание тот факт, что, рассуждая в своих трудах о «достоинствах» (свойствах) энергии, Аристотель показывает её как высший род бытия, к которому «восходят все его частные стороны и обнаружения», что соответствует его определению категории64: категории - это сказуемые, сказываемые слова о сущем; категории бытия -это всё, что сказывается о бытии.

1. Действительно, энергия представляется Аристотелем существующей, прежде всего, раньше возможности, потенции.

Васильева Т. этот аристотелевский фрагмент комментирует так. Любая возможность есть возможность быть или не быть. Когда мы можем определить, какая возможность осуществляется? - Тогда,когда она уже осуществляется, т. е. после энергии. Дом строится и вдруг начинается землетрясение - когда выявляется невозможность построить дом в это время и на этом месте? После того, как рухнула недостроенная постройка. Что же раньше - возможность или действи-тель ность? Можно ответить так; возможность или невозможность уже была раньше энергии, просто мы узнали о ней позже. Да, такой ответ имел бы смысл, если бы мы узнали о ней со стороны, а не из самой энергии. Возможности попросту говоря нет в том смысле, в каком энергия есть. Возможность существует в возможности. А энергия существует на деле.65 Если даже существовали те предметы или те свойства, которыми определяется та или иная возможность, то мы никогда не узнали бы, к чему направлены эти возможности или эти способности, пока не выявят они себя в своей энергии.

Возможность не только после действительности, она после идеи и после цели. Сам Аристотель об этой субординации говорит так: «...очевидно, что действительность или деятельность первее способности или возможности. Я имею ввиду, что она первее не только той определённой способности, о которой говорится как о начале изменения вещи, находящемся в другом или в ней самой, поскольку она другое, но и вообще первее всякого начала, способного вызвать или остановить движение чего-то: ведь и природа принадлежит к тому же роду, что и способность; она начало движения». . Он приводит доказательства того, что энергия предваряет возможность по: а) смыслу; б) субстанции; в) времени;67

Подробные комментарии к этим доказательствам можно найти у А.Ф.Лосева, и она представляют собой весьма большой интерес для гносеологии.

2. Энергия первенствует и по отношению к материи. Материя ведь существует потенциально, поскольку направляется к эйдосу. Когда же она мыслится энергийной, она уже пребывает в эйдосе, - считает А.Ф. Лосев. Произведение есть цель материального оформления, а энергия есть это произведение. «Нет цели для материи, - нет никакого и устроения этой материи, т. е. нет её как потенции. Именно энергия есть прежде всего цель, а потенция имеет её своей целью. Это и даёт право энергии первенствовать над материей.

«Все сущее, - подытоживает Аристотель обнаруживается через энергию»70. Онтологически энергия проявляется, по Аристотелю, на антропологическом и космологическом уровнях, В свете рассматриваемого вопроса необходимо подробнее остановиться на учении Аристотеля о ДУШЕ и учении о ПЕРВОДВИГА-ТЕЛЕ

3. Рассуждения Аристотеля о душе, как о форме энергии, точнее её энергетической завершённости - энтелехии, позволяет сторонникам идеалистической философии апеллировать к учению древнего философа. Душой Аристотель на зывает энтелехию естественного тела, обладающего в возможности жизнью. Душа не может существовать без тела и не есть какое-нибудь тело, «ведь душа есть не тело, а нечто принадлежащее телу, а потому она и пребывает в теле». «Энтелехия каждой вещи бывает только в том, что вещь есть в возможности, т. е. в свойственной ей материи. Итак, из сказанного очевидно, что душа есть некоторая энтелехия и смысл того, что обладает возможностью быть таким (одушевлённым существом)». Наличие души - свидетельство завершённости (энтелехии) тела, осуществлённости (энергии) возможности (потенции) жизни. Аристотелем в свете учения о душе решается ряд антропологических задач. Именно благодаря душе, - считает философ, - мы прежде всего живём, ощущаем и размышляем. А именно: движение-жизнь, используя заложенную в ней потенцию (возможность), энергией обретает форму, тело, но энергия в своём дальнейшем развитии постепенно преобразуется в энтелехию, некий смысл этого движения и жизни. Приведём перевод Аристотеля из книги Т. Васильевой: «Благо человека заключается в деятельности души, сообразной с добродетелью, а если добродетелей несколько, то в деятельности, сообразной с лучшею и со-вершеннейшей добродетелью, и при этом в течение всей жизни...» . Именно аристотелевское определение души через энергию даёт в дальнейшем объяснение акцентированию решений ряда антропологических задач на человеческой добродетели.

Принцип субстанциальности в энергетизме оствальда

Успехи физики начала XIX века, обнаружившие взаимосвязь и взаимопревращение различных сил природы; тепловой, химической, электрической, магнитной и механической, о которых подробно шла речь в 1 главе, создали предпосылки для новая эпохи раскрытия категории энергии.

Энергия была признана одним из основных физических понятий. Происшедшая в средние века дифференциация понятий силы и энергии сменилась их синтезом. Именно этот факт отличает XIX век от предыдущих и позволяет ввести понятие энергии не только в поле зрения физиков, но и биологов, химиков, философов. Подавляющее большинство учёных XIX - начала XX века рассматривало энергию, как атрибут материальных объектов, однако некоторые считали энергию особого рода невещественной (но материальной) субстанцией, для которой вещество и поле выступали в качестве резервуара. Крайнее выражение эта точка зрения получила в энергетизме, считающим энергию, первоосновой всех явлений в мире, неуничтожимой субстанцией, способной к разнообразным превращениям.

Разработка энергетизма обычно связывается с именем немецкого химика и философа Вильгельма Оствальда (1853-1932). Исследователь по натуре, он с конца 90-х годов занимается изучением философских вопросов и общих проблем гносеологии, онтологии и методологии науки. Конкретизируя задачи философии, ученый указывал на разработку общих проблем науки и преодоления границ между отдельными науками, интеграцию их в единое целое, тогда как многие учёные-естествоиспытатели считали, что философия должна заниматься вопросами, не входящими в компетенцию науки и не вмешиваться в проблематику естественных наук. Оствальд считал, что плодотворное развитие науки нуждается в тесном контакте с философией, причём с философией-наукой, объединяющей мышление, черпающей свой материал из всей совокупности отдельных наук с целью согласования всех сторон человеческой жизни. Фило софия, отмечал Оствальд, является первой дисциплиной, в рамках которой научное мышление начало освобождаться от религиозного влияния, и, таким образом, хронологически и методологически представляет начало всего научного знания. Энергетизм Оствальда - следствие его философских изысканий. «Понятие и законы энергии, - писал он, - действительно обладают приписываемым им свойством объединения и освещения наук, так как они направляют внимание исследователя на реальные проблемы, мнимые же устраняют из обсуждения».

Своим возникновением учение обязано прежде всего кризису механистического миропонимания в науке, в первую очередь в физике. Атом и материя, считавшиеся в прежнем естествознании настоящим типом объективного, при более внимательном расчленении данных и условий познания превращаются в простые абстракции. Они проявляют себя как отвлечённые знаки. «Этикетки, которые мы „наклеиваем" на наши впечатления, но которые никогда нельзя сравнивать по их реальному значению с непосредственным ощущением».179 По мнению Оствальда, материя есть мыслимая вещь, которую мы довольно несовершенным образом создали, чтобы представить непреходящее в вечной смене явлений. Материю Оствальд считал тождественной веществу.

С точки зрения энергетической концепции вещество с его протяжённостью, объёмом, подвижностью, массой и т. д. представляет собой частную форму мировой энергии, точнее, особое сочетание соответствующих этим общим свойствам всего телесного энергий, рядом с которыми, однако существуют другие, уже не получающие наглядного облика тел и движений.

Замену понятия материи понятием комплекса известных энергий, подчинённых пространству, Оствальд считал особенно важным результатом энергети-ческого воззрения. «Энергия, - писал он, - есть самая общая субстанция, ибо она есть существующее во времени и пространстве, и она же есть самая об-щая акциденция, ибо она есть различимое во времени и пространстве».

В ходе исторического развития науки материя и энергия оставались в ряду друг с другом, и все, что можно было сказать о их взаимном соотношении, заключалось в том, что они большей частью являются вместе, или что материя есть носитель энергии, как бы сосуд, вмещающий её. Оствальд выдвигает следующий тезис: всё, что мы знаем и высказываем о материи, содержится уже в самом понятии об энергии: материя есть масса, т. е. ёмкость по отношению к энергии движения; свойство наполнять пространство, или объёмная энергия; вес, или особый род энергии положения, выражающийся во всеобщем тяготении, химические свойства, т. е. химическая энергия. «Мы все имеем дело с энергией, и если представить себе материю, лишённую этих различных видов энергии, то не остаётся ровно ничего, не останется даже объёма, который она занимала, так как и он узнаётся по той затрате энергии, которую нужно сделать, чтобы проникнуть в занимаемое материей пространство. Следовательно, материя есть не что иное, как группа различных видов энергии, пространственно и в известном порядке связанных между собою, и всё, что мы хотим высказать о материи, мы высказываем именно об этих видах энергии» , - писал он. Примеры, подтверждающие это, весьма просты. Что ощущает человек, получивший удар палкой: палку или энергию? Ответ может быть только один: энергию, ибо палка сама по себе - невиннейшая вещь, пока ею не сделан размах.

Энергетические аспекты в учении о ноосфере

Венцом философской трактовки категории энергия в европейской философской мысли XX века является ноосферное толкование понятия энергии. К ноо-сферному мышлению шла вся мировая наука в целом, в этом же русле развивалась и русская естественнонаучная школа, но всё же именно ей принадлежит заслуга создания и разработка учения о биосфере и её движения к ноосфере. На этом пути русская естественнонаучная мысль за последнее столетие достигла большей законченности в разработке планетарно-космического видения естествознания. Важно подчеркнуть, что на стадии ноосферы человек выходит в космос, человеческий разум, «устремлённая и организованная воля его» и в целом всего человечества становится новой, даже не планетарной, а космической силой. «Действие этой силы, - писал Вернадский, - на течение земных энергетических явлений глубоко и сильно, и должно иметь отражение...несомненно и вне земной коры, в бытии самой планеты» . Ноосфера Вернадского - это качественно новый этап эволюции биосферы, детерминированный историческим развитием человечества, его трудом и разумом. Все формы жизни на Земле, считает Вернадский, являются созданием сложного космического процесса. После появления из космоса и в дальнейшем вещество биосферы проникается космической энергией. Благодаря ей оно становится активным, собирает и распределяет в биосфере полученную в форме излучения энергию, превращает её в «энергию в земной среде свободную, способную производить работу». Эта форма энергии связана с психической деятельностью организмов, с развитием мозга в высших проявлениях жизни и сказывается в форме, производящей переход биосферы в ноосферу только с появлением разума2 9.

Идеи Вернадского о ноосфере были созвучны и одновременно развивались с разработками французских учёных Э. Леруа и Тейяра де Шардена, у которых он и позаимствовал само название - ноосфера.

Что же движет развитием мира по мнению Тейяра де Шардена? Это прежде всего энергия в общепринятом её понимании, которую он называет тангенциальной. Эта энергия связывает данный элемент со всеми другими элементами того же порядка, т. е. той же сложности и той же «внутренней сосредоточенности». Она энтропинизируется, т. е. может теряться в виде теплоты. Существование второго вида энергии - радиальной, противодействует наступлению тепловой смерти Вселенной. Радиальная энергия влечёт элементы «в направлении всё более сложного и внутренне сосредоточенного состояния» . Тангенциальная энергия - это энергия, обычно принимаемая наукой, и она соответсвует движе ниям в пределах одного витка «вздымающейся спирали» или движениям по поверхности сферы. Радиальная энергия ведёт к переходу на новые витки спирали или к расширению сферы, к повышению уровня организации. Радиусами каждый элемент данной сферы (уровня организации) связан с центром её и всех сфер, с «солнцем бытия», с мистической точкой «Альфа», которая диаметрально противоположна удалённой наружу от поверхности сферы точке «Омега».

Возможно, что такой глубоко верующий человек, каким был Тейяр де Шар-ден, не мог обойти идею наличествующей в природе сверхъестественной воли, особенно чётко проявляющейся на высоких уровнях эволюционной лестницы. Так, «Омега» выступает в качестве «полюса притяжения» для радиальных энергий, как и Божественное начало в теории паламизма. «Ни во взаимодействии своих элементарных форм деятельности, в которой только и появляется нечто, как можно надеяться, непреходящее, ни в игре своих совокупных качеств, роднящих её с миром благодаря действию некоей всепреодолевающей любви, ни в чём этом мыслящая жизнь не может устойчиво функционировать и развиваться, если только над ней не высвечивается высший полюс притяжения и постоянства. Ни в индивидуальном, ни в социальном плане ноосфера по самой своей структуре не может замкнуться иначе, как под влиянием центра Омеги». Точка Омега представляется как бы последним членом ряда развития, находящимся в то же время вне ряда.

Энергетическая концепция сущности жизни Тейяра заключается в рассмотрении универсума как некоего однородного первоначального потока, а всё то, что имеет в мире форму, лишь как мимолётный вихрь в этом потоке: «Всякое движение, будучи достаточно замедленным, вуализируется неподвижностью»242, - утверждает он созвучно китайскому учению: «Там, где сгущается Ци, там появляются вещи».

Дисциплина: Разное
Тип работы: Контрольная
Тема: Естественно-научные проблемы энергетики

ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Тепловые электростанции

Повышение эффективности энергосистем

Гидроисточники и геотермальные источники энергии

Гелиоэнергетика

Энергия ветра

Атомная энергетика

Особенности развития отечественной энергетики

Энергии Мирового океана

Энергетика будущего

Список использованной литературы

Современное представление об энергии

Естественно научное понимание энергии

Слово «энергия» в переводе с греческого означает действие, деятельность. Согласно современным представлениям энергия – это общая количественная мера различных форм движения материи. Существуют качественно разные физические формы движения материи, способные взаимно превращаться. В середине XX в. было установлено важное свойство материи: все ее формы движения превращаются друг в друга в строго определенных отношениях. Именно такое свойство и позволило ввести понятие энергии как общей меры движения материи.

Превращение энергии подчиняется фундаментальному закону сохранения, из которого следует невозможность создания вечного двигателя. В большинстве случаев полезная работа совершается только в результате определенных изменений состояния окружающих тел или систем (горения топлива, падения воды и т. п.). Работоспособность тела, т. е. способность его совершать определенную работу при переходе из одного состояния в другое, определяется энергией. Различным формам физического движения соответствуют различные виды энергии: механическая, тепловая, химическая, электромагнитная, гравитационная, ядерная и т. д. Однако способность движения материи к взаимным превращениям придает данным видам энергии условный характер. Движение – неотъемлемое свойство материи, поэтому все виды энергии всегда локализованы в определенных материальных объектах.

Энергия характеризует способность материальных объектов совершать работу, а работа производится при действии на объект физической силы. Значит, работа – это энергия в действии. Движется автомобиль, скользят санки по склону горы, набегающая волна приподнимает плот и т. д. – все это примеры совершаемой работы, энергии в действии.

Уровень развития современного общества во многом определяется производством и потреблением энергии. Благодаря потреблению энергии движется транспорт, улетают в космос ракеты, готовится пища, обогреваются жилища и приводятся в действие кондиционеры, освещаются улицы и т. д. Можно сказать: окружающий нас мир заполнен энергией, которая может быть использована для совершения различных видов работы. Энергией обладают люди и животные, камни и растения, ископаемое топливо и деревья, реки и озера, Мировой океан и т. п.

Энергия - источник благосостояния

В последнее время как никогда, обсуждается вопрос: что ждет человечество – энергетический голод или энергетическое изобилие? На страницах газет и журналов все чаще появляются статьи об энергетическом кризисе. Стремление обладать источником энергии (обычно нефти) приводит к возникновению войн. Газетными сенсациями стали сообщения о запуске новых энергетических установок и новые изобретения в области энергетики. Предлагаются гигантские энергетические программы, рассчитанные на привлечение огромных материальных ресурсов.

Если в конце XIX века самая распространенная сейчас энергия – электрическая – играла вспомогательную и незначительную роль, то уже в 1930 г. во всем мире было произведено около 300 млрд кВт. ч электроэнергии. Вполне реален прогноз, согласно которому в 2002 г. будет произведено 30 тыс. млрд кВт·ч! Гигантские цифры, небывалые темпы роста! И все равно энергии мало, потребности в ней растут быстро.

Развитие экономики, уровень материального благосостояния, людей находится в прямой зависимости от количества потребляемой энергии. Многие виды трудовой деятельности основаны на потреблении энергии. Для добычи руды, выплавки из нее металла, для строительства дома и т. д., нужна энергия. Потребности людей постоянно растут, потребителей энергии становится все больше – все это приводит к необходимости увеличения объемов производимой энергии.

Природные энергоресурсы могут быть одним из основных источников процветания жизни. В качестве примера можно назвать нефть, добываемую в Арабских Эмиратах. Эту когда-то отсталую страну нефтяные энергоресурсы вывели на современный уровень развития. Построены большие города, по внешнему облику и инфраструктуре очень похожие на многие города такой развитой страны, как США. Проезжая, например по городу Абу-Даби – столице Арабских Эмиратов, утопающей в ковровой зелени и многокрасочных цветах, – трудно поверить, что этот город, как и многие другие города Эмиратов, вырос на пустынной земле, сквозь песчаную толщу которой с большим трудом пробивается верблюжья колючка. Такие города – эдемские уголки Арабских Эмиратов – выросли очень быстро, за каких-то двадцать-тридцать лет. Было бы ошибочно думать, что только благодаря нефти – основному источнику энергии – можно преобразовать пустынную землю. Продуманное государственное управление вместе с хорошо отлаженной системой образования, включающей религиозное воспитание, играют при этом не менее важную роль в развитии Арабских Эмиратов.

Из фундаментального закона природы следует, что пригодную для потребления энергию можно получить из других форм энергии в результате их преобразования. Вечные двигатели, якобы производящие энергию и ниоткуда ее не берущие, к сожалению, невозможны. А структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложилась таким образом, что четыре из каждых пяти произведенных киловатт электроэнергии получаются в принципе тем же способом, которым пользовался первобытный человек для согревания, т. е. при сжигании топлива или при использовании запасенной в нем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловых электростанциях. Конечно, способы сжигания топлива стали намного сложнее и совершеннее. Новые факторы – возросшие цены на нефть, быстрое развитие атомной энергетики, возрастание требований к защите окружающей среды – потребовали нового подхода к энергетике.

В основе энергетики ближайшего будущего по-прежнему останется теплоэнергетика на невозобновляемых ресурсах. Однако структура ее изменится. Сократится потребление нефти. Существенно возрастет производство электроэнергии на атомных электростанциях. Начнется разработка пока еще не тронутых гигантских запасов дешевого угля, например, в Кузнецком, Канско-Ачинском, Экибастузском бассейнах. Будет широко применяться природный газ, запасы которого в нашей стране сравнительно велики.

К сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь небезграничны. В естественных условиях они формировались миллионы лет, а будут израсходованы за сотни лет. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить хищнического разграбления земных богатств. Лишь при экономном, рачительном потреблении природных ресурсов их может хватить на века. К сожалению, многие страны живут сегодняшним днем, добывая в большом количестве подаренные им природой богатства. Многие из таких стран, особенно в районе Персидского залива, буквально купаются в золоте, не задумываясь над тем, что через несколько десятков лет земные запасы иссякнут. Что же произойдет тогда – а это рано или поздно случится, – когда месторождения нефти и газа будут исчерпаны? При этом следует иметь в виду, что и нефть, и газ потребляет не только энергетика, но и транспорт, и химическая промышленность. Ответ очевиден – поиск новых источников энергии. Ученые, инженеры еще с давних времен занимаются поиском новых, нетрадиционных источников, которые могли бы обеспечить человечество энергией. Возможны разные пути решения данной проблемы. Самый очевидный путь – использование вечных, возобновляемых источников энергии – энергии текущей воды и ветра, океанских приливов и отливов, тепла земных недр, Солнца. Можно назвать еще один заманчивый путь – управляемый термоядерный синтез, над освоением которого усердно работают ученые многих стран.

Преобразование и потребление энергии

Способы преобразования энергии

Можно назвать три основных способа преобразования энергии. Первый из них заключается в получении тепловой энергии при сжигании топлива (ископаемого или растительного происхождения) и потреблении ее для непосредственного обогревания жилых домов, школ, предприятий и т. п. Второй способ – преобразование заключенной в топливе тепловой энергии в механическую работу, например, при использовании продуктов перегонки нефти для обеспечения движения различного оборудования, автомобилей, тракторов, поездов, самолетов и т. д. Третий способ – преобразование тепла, высвобождающегося при сгорании топлива или деления ядер, в электрическую энергию с последующим ее потреблением либо для производства тепла, либо для выполнения механической работы.

Электроэнергия получается и при преобразовании энергии падающей воды. Электроэнергия таким образом играет роль своеобразного посредника между источниками энергии и ее потребителями (рис. 9.1). Как посредник на рынке ведет к повышению цен, так и потребление энергии в форме электричества приводит к росту цен из-за потерь при преобразовании одного вида энергии в другой. В то же время преобразование различных форм энергии в электрическую удобно, практично, а иногда это единственно возможный путь реального потребления энергии. В ряде случаев просто невозможно эффективно использовать энергию, не превратив ее в электрическую. До открытия электричества энергия падающей воды (гидроэнергия) применялась для обеспечения движения механических устройств: прядильных машин, мельниц, лесопилок и т. д. После преобразования гидроэнергии в электрическую сфера применения значительно расширялась, стало возможным ее потребление на значительных расстояниях от источника. Энергию деления ядер урана, например, невозможно непосредственно использовать без превращения ее в электрическую.

Ископаемые виды топлива, в отличие от гидроисточников, долгое время применялись лишь для отопления и освещения, а не для работы различных механизмов. Дрова и уголь, а нередко и высушенный торф сжигались для обогрева жилых домов, общественных и промышленных зданий. Уголь, кроме того, применялся и применяется для выплавки металла. Угольное масло, полученное путем перегонки угля, заливалось в лампы. Только после изобретения паровой машины в XVIII в. был по-настоящему раскрыт потенциал данного ископаемого топлива, ставшего источником не только тепла и света, но и движения различных механизмов и машин. Появились паровозы, пароходы с паровыми двигателями, работавшие на угле. В начале XX в. уголь начали сжигать в топках котлов электростанций для производства электроэнергии.

В настоящее время ископаемое топливо играет исключительно важную роль. Оно дает тепло и свет, является одним из основных источников электроэнергии и механической энергии для обеспечения огромного парка многочисленных машин и различных видов транспорта. Не следует забывать, что ископаемое органическое сырье в огромных количествах потребляется химической промышленностью для производства большого многообразия полезной и ценной продукции.

Химические процессы и преобразование энергии

Еще в недалеком прошлом во многих странах основным источником энергии был каменный уголь. Однако с течением времени добыча нефти возрастала, и к середине XX в. потребление нефти и угля сравнялось. Трехкратное увеличение населения в XX в. сопровождалось приблизительно десятикратным увеличением потребления всех видов энергии.

Химические процессы – сжигание нефти, природного газа и угля – обеспечивают производство значительной доли энергии во всем мире. При преобразовании световой и тепловой энергии в электрическую химические процессы также неизбежны. Химические технологии лежат в основе создания высококачественных теплоносителей и термостойких материалов для современных энергетических установок. Все это означает, что прогресс в развитии энергетики во многом зависит от достижений современной химии.

Первой энергетической установкой промышленного масштаба была паровая машина, созданная во второй половине XVIII в. английским изобретателем Джеймсом Уаттом (1736–1819). Тепловая энергия в ней превращалась в механическую работу. С паровой машиной долгое время конкурировало водяное колесо. Гораздо позднее – к середине XIX в. – была создана гальваническая батарея – первый источник электрического тока. В поисках более эффективных источников тока для телеграфной связи в 1866 г. немецкий электрик Вернер Сименс (1816–1892) изобрел динамомашину – генератор тока, ставший отправной точкой для новых исследований и разработок многочисленных источников электрического тока. Электроэнергия в те времена производилась в небольших количествах и была слишком дорогой. Так, например, алюминий и магний, полученные электрохимическим путем в середине XIX в., стоили дороже золота и платины. С модернизацией генератора электрического тока энергия постепенно дешевела, что способствовало бурному развитию химической промышленности.

При превращении электрической энергии в тепловую была достигнута температура примерно 3500° С. Такую высокую температуру не удавалось получить ранее никакими другими способами. Только с применением электроэнергии были реализованы методы восстановления металлов и выплавлены в чистом виде многие металлы, а также синтезированы не существующие в природных условиях соединения металлов с углеродом – карбиды. На химических заводах, кроме того, стало возможным осуществлять электрохимическое разложение вещества в крупных промышленных масштабах. Так открывались новые пути развития разных отраслей химической промышленности, производящей многообразные синтетические неорганические вещества.

В настоящее время химическая промышленность – одна из самых энергоемких отраслей. Количество энергии, необходимое для промышленного производства различной продукции, зависит от ее вида, что наглядно представлено на рис. 9.2, где даны энергозатраты Q, выраженные в тоннах природной нефти на 1 т продукта. Например, для производства 1 т карбида кальция или хлора требуется не менее 3500 кВт электроэнергии. Расход электроэнергии на производство алюминия и магния равен 14–18 кВт на 1 т. В общих затратах на производство многих видов промышленной продукции на долю электроэнергии приходится 18–25%. Для карбида кальция затраты на электроэнергию составляют почти половину его себестоимости, для поливинилхлорида и полиэтилена – 35–50%, для ацетальдегида – даже 45–70%. С каждой тонной азотного удобрения в землю «закапывается» почти 14 000 кВт энергии.

Быстрое развитие химической промышленности и материального производства вообще требует не только роста выработки электроэнергии, но все в большей степени ее рационального потребления.

Эффективность производства и потребления энергии

Долгое время невысокая эффективность преобразования тепловой энергии в полезную работу связывалась с несовершенством самого механизма преобразования. С развитием термодинамики стало ясно, что существует ограничение полного преобразования всей тепловой энергии в полезную работу. Такое ограничение следует из фундаментальных законов термодинамики и обусловливается необратимостью тепловых процессов. К настоящему времени значительная часть всевозможных усовершенствований, направленных на повышение эффективности производства электроэнергии с использованием пара, в основном уже осуществлена. Если КПД первых паровых машин составлял 2–5%, то КПД современных энергетических систем – тепловых элетростанций, работающих на том или ином виде топлива и вырабатывающих пар для последующего преобразования его энергии посредством турбогенератора в электрическую, – достигает около 40%. Атомные электростанции также вырабатывают пар, подаваемый в турбогенераторы. КПД их не превышает 32%, а это означает, что только 32% тепловой энергии, выделяющейся при делении урана, преобразуется в электрическую.

Производство электрической энергии даже с применением современных энергетических систем сопровождается большими потерями тепла. Особенно велики потери тепла, когда электрическая энергия снова преобразуется в тепло либо другие виды энергии на месте потребления. Существенными потерями сопровождается и передача электроэнергии, особенно на большие расстояния. В последние десятилетия интенсивно ведутся работы по синтезу электропроводящих материалов проводников для передачи электроэнергии с минимальными потерями. Уже синтезированы высокотемпературные сверхпроводящие материалы. Однако для передачи электроэнергии нужны такие проводники, сверхпроводящее свойство которых проявлялось бы не при низких, а при обычных температурах.

К большим потерям приводит и потребление электроэнергии в химической промышленности. Например, энергетический КПД для процесса синтеза аммиака составляет 25–42%, хотя потребление энергии для такого процесса за последние 50–60 лет уменьшилось более чем на 50%. Для обычных способов получения винилхлорида он равен 12%, а для его синтеза из NO – всего лишь 5–6,5%. В большинстве случаев высокотемпературные процессы сопровождаются потерями энергии до 60–70%. Потери энергии в химическом производстве обусловливаются вполне объяснимыми объективными факторами, связанными с уровнем развития не только химических технологий, но и естествознания в целом. Однако есть и субъективные причины. Одна из них – очень часто разрабатываются методы превращения веществ с высоким процентом выхода конечной продукции без учета энергетической эффективности технологических процессов. В данной связи многие технологические процессы имеют сравнительно высокий процент выхода конечной продукции, но низкий энергетический КПД.

Повышение энергетического КПД процессов и аппаратов – одна из важнейших задач совершенствования химической технологии. Возможны разные способы ее решения – улучшение условий химических реакций, уменьшение числа стадий технологического процесса, осуществление реакций при невысоких, т. е. обычных температурах и давлениях, приближение химических процессов к биологическим и, наконец, разработка новых технологических приемов.

Проблема энергосбережения охватывает не только химические процессы, но и весь технологический цикл производства конечного продукта, включающий весьма важные стадии – добычу и первичную переработку природного сырья.

Новые методы,...

Отзыв официального оппонента

на диссертацию Екатерины Семеновны Узковой

в научно-философской картине мира»,

представленную на соискание ученой

степени кандидата философских наук

по специальности 09.00.01 - онтология и теория познания

Категория энергии является одной из основных в современной физике и смежных с ней естественнонаучных дисциплин, так что ее философский анализ представляется весьма важным и актуальным. Каждый этап развития естествознания выдвигает новые проблемы, решение которых наполняет данную категорию новым смыслом, что предполагает и проведение нового философского анализа ее содержания.

Рецензируемое диссертационное исследование состоит из 4 глав, введения, заключения, приложения и списка литературы. В первой главе критикуется общепринятое положение об энергии как о способности тела совершать работу, и приводятся высказывания различных исследователей о сложности конкретного определения запаса энергии в физическом теле. Диссертант подчеркивает, что хотя данная категория была известна с античных времен, актуализирована она была лишь в середине XIX века в связи с открытием законов сохранения. При этом законы сохранения сначала были сформулированы с употреблением термина "силы природы", а затем переопределены через категорию энергии.

Сильным положением диссертанта является утверждение о том, что "несмотря на все оговорки, пробелы и недостатки, механическая парадигма и поныне остается для физиков точкой отсчета, образуя центральное ядро науки в целом ", с. 22. Действительно, если говорить о внутрифизическом редукционизме, то наиболее продуктивным и до сих пор является механический, то есть сведение любых видов немеханических процессов к механическим, к объяснению их "механизма". Другим интересным положением работы является рассмотрение диссипативных неравновесных систем, для которых характерен переход энергии из высокоорганизованного состояния в наиболее низкое, тепловое. Здесь подчеркивается наличие современного, более широкого понимания энергии, как способности не только совершать работу, но и изменять любые виды порядка в природе, с. 26. Удачным можно считать и упоминание о связи понятий энергии и энтелехии в работах эмбриолога Г. Дриша, а также рассмотрение понятия самоорганизации.

Во второй главе понятие энергии рассматривается в плане его генезиса и развития в античности и средневековой философии. Диссертант показывает, что в трудах Аристотеля и в более поздних работах античных мыслителей понятие энергии как способность физической системы производить работу не употреблялось, приближаясь по смыслу к слову "деятельность", с. 31. Диссертант соглашается с трактовкой Т. Васильевой последних переводов Аристотеля на русский язык как "косноязычных, полуслепых, а зачастую и попросту непроглядно темных ", с. 32. Хотя тут краски несколько сгущены, но, действительно, переводы крупных мыслителей всегда являются сложной проблемой, а особенно, если они относятся к иным эпохам. Несомненным достоинством работы является анализ таких близких к категории энергии понятий как потенция, движение, энтелехия и деятельность, а также связанная с этим анализом критика современных учебников по истории философии, весьма бегло анализирующих аристотелевские понятия энергии и энтелехии.

В разделе "Энергия в системе категорий Аристотеля" диссертант показывает, что по Аристотелю категория энергии выступает первичной по отношению, как к потенции, так и к материи, причем определенной формой энергии является и душа. Диссертант этим не ограничивается и рассматривает соотношение понятий энергии с понятием природы, формы, космоса, перводвигателя (как общекосмической энергии). В следующем параграфе диссертант показывает, что исихазм связывает категорию энергии с понятиями благодати, синергии и изменчивостью, и в частности, с положением, по которому Бог-отец выступает как сила, а Бог-сын как энергия, с. 57. Рассмотрение этого раздела представляется особенно интересным, поскольку в исследованиях советского периода по вполне понятным причинам результаты осмысления философских категорий в религиозной философии средних веков обычно опускались. Диссертант показывает смещение акцента в учении Паламы с понимания энергии как всеобщей характеристики бытия на преимущественно антропологическую интерпретацию. Кроме того, подчеркивается, что благодать достигается сотрудничеством тварных энергий человека и нетварной энергии Творца, с. 70.

В следующем параграфе диссертант приходит к выводу о том, что в схоластической физике было разработано чуждое Аристотелю понятие актуально-бесконечного, которое теперь фигурирует наряду с признанной Аристотелем потенциальной бесконечностью, с. 80. Любопытен скептический итог проведенного в диссертации анализа: «Итак, средневековая перестройка научного мышления закончилась отменой старых научных программ и созданием новых, которые значительно трансформировали и, можно сказать, выхолостили понятие энергии, низведя ее до понятия "лошадиной силы" », с. 82.

Третья глава представляет собой рассмотрение категории энергии в космическом, планетарном и человеческом измерениях. Диссертант высоко оценивает концепцию энергетизма Вильгельма Оствальда, который справедливо критиковал своих коллег за механистическое понимание энергии и считал энергию единственной мировой субстанцией. Диссертант по-новому трактует положения энергетизма, который в советское время в связи с критическими отзывами об Оствальде В.И. Ленина, всегда подавался в негативном ключе. Показано, что Оствальдом признается, по меньшей мере, 7 свойств энергии, с. 88. Интересно отметить, что помимо энергии движения, что можно было бы отождествить с кинетической энергией, Оствальд выделял энергию тяготения и объёма, что можно считать разными видами потенциальной энергии, а источником жизни он признавал "лучистую энергию". Отмечается распространение Оствальдом понятия энергии на психические, социальные и культурные явления. Приводится критика, а по сути, утверждение взглядов Оствальда на энергию со стороны Э. Кассирера.

Венцом философской трактовки категории энергии в европейской философской мысли ХХ века диссертант считает ноосферную точку зрения, с. 100. Анализ идей П. Тейяра де Шардена и В.И. Вернадского по поводу энергии можно отнести к числу несомненных достоинств данной работы, поскольку понятия тангенциальной и радиальной энергии Тейяра де Шардена практически не учитывались наукой.

Последняя глава диссертации об универсальности энергетических представлений в историческом развитии человеческой мысли выглядит как закономерный итог предшествующего рассмотрения. Особый интерес для диссертанта тут представляет древнекитайское понимание природной стихии "ци", которое у современных интерпретаторов приобретает, в том числе, смысл и энергии. Глава посвящена рассмотрению понятия "ци" в соотношении с понятиями чжи, шень, ян, инь, ли и, в частности, анализу трактовки этого понятия в даосизме. Анализ категории "ци" продолжен и в приложении, где рассматривается приложение ее к китайской медицине и к учению "Фэншуй". Показав, что китайское понимание категории "ци" вполне сопоставимо с европейским пониманием энергии, диссертант пишет, что «Такого рода параллель между различными философскими школами естественна и очевидна », с. 138.

В разделе заключения диссертант приходит к мысли о том, что знания об энергии, рассматриваемые в физике, философии и теологии, перекликаются гармоничным образом. Это - интересный результат, хотя он и несколько выходит за рамки заявленной в заглавии работы проблематики, где фигурирует научно-философская, но не религиозно-философская картина мира. Возможно, он вытекает из неявной установки диссертанта на то, что между наукой и религией нет принципиальных расхождений. Диссертант полагает, что категория энергии обнаружила редкостную, почти уникальную способность играть ведущую роль в самых различных мировоззренческих концепциях, с. 133, следствием чего является необходимость переосмысления и переоткрытия категории энергии. С этой эмоционально-приподнятой оценкой вполне можно согласиться, как и с другим положением диссертанта, о постижении современной наукой мудрости античной и древнекитайской философии и о взаимообогащающем диалоге разных идей и школ.

Список литературы включает 147 названий, в том числе 4 на иностранных языках.

По прочтении диссертации возникает впечатление, что проведена весьма большая и скрупулезная работа по осмыслению древней и средневековой трактовок понятия энергии, а также по анализу развития этой категории в работах некоторых физиков XIX-XX вв. При этом, поскольку диссертация написана по проблемам онтологии и теории познания, а не по философским проблемам естествознания, акцент вполне правомерно сделан на рассмотрение, прежде всего, философских, а не естественнонаучных работ в качестве источников. При этом в работе дан глубокий анализ не только уже исследованных в этом отношении философских произведений, но и тех, которые по разным соображениям в советское время либо не исследовались, либо изучались очень поверхностно.

Вместе с тем, к сожалению, встречаются в работе и некоторые некорректности. Так, при обсуждении вопроса о предпочтении формулировки Е=mv 2 /2 формулировке Е=mv диссертант не раскрывает причин этого предпочтения. Между тем, эта причина вполне понятна, поскольку скорость, взятая в любой нечетной степени, сохраняет свой векторный характер, то есть как величину, так и направление, тогда как возведение скорости в любую четную степень переводит ее разряд скалярных величин, характеризующихся только величиной, но не направлением. Это означает, что первая формулировка энергии является математически более абстрактной величиной, чем вторая. И действительно, импульс тела сохраняется во всех механических процессах, но импульс молекулы при тепловых соударениях уже не сохраняет направления, а при химических превращениях и вовсе переводит атом в иное потенциальное состояние, тогда как его абсолютная величина сохраняется. Так что в принципе энергию можно было бы определить и как произведение массы на модуль скорости, однако в XVII-XVIII веках понятие модуля в физике было менее разработано.

При обсуждении названия "закон сохранения энергии" диссертант, верно отметив вполне современно звучащую формулировку Ф.Энгельса, и отметив замену понятия силы на понятие энергии лордом Кельвином, не напоминает, что для физики второй половины XIX века слово "закон" было не очень популярно. Так, например, законы термодинамики назывались "начала". Что же касается работы Ф. Энгельса "Диалектика природы", то влияния на физику она произвести не могла, ибо при жизни автора не была опубликована, а после его смерти с ней смог ознакомиться только Альберт Эйнштейн; но даже и после публикации в Москве в 1924 году, когда научный климат в физике сильно изменился, формулировка понятийного аппарата классической физики в период формирования неклассических представлений была уже не столь актуальна.

На с. 21 диссертант отмечает, что при внедрении в физику понятия энергии был использован только основной смысл этой категории, тогда как "остальная семантика... была просто опущена и не использовалась в науке. Случайно ли это произошло, об этом можно гадать ". Полагаю, что гадать тут не приходится. Понятие силы в физике держалось так долго в связи с тем, что движение мыслилось только как воздействие окружающих тел. По мнению Декарта, движение передается от тела к телу, стало быть причиной движения может быть только другое тело. Понятие энергии ломало эти взгляды тем, что теперь причиной движения являлось само тело вне зависимости от движения других тел. Иными словами, с принятием понятия энергии физическое тело обретало физическую самостоятельность, некоторую индивидуальность, независимость от других тел, и это было гигантским прорывом вперед. Переносить на тело иные характеристики энергии, упоминаемые Аристотелем, было бы уже явным перебором.

В качестве пожелания можно было бы высказать и предложение включить в рассмотрение такое интересное термодинамическое понятие как "анергия", определяющее ту часть энергии тела, которую нельзя перевести в другие виды движения. Термодинамика показала, что можно переводить в механическую энергию лишь ту часть тепла тела, которая превышает температуру окружающей среды. Остальное тепло оказывается уже не энергией, а анергией. Другим пожеланием является предложение рассмотреть связь между понятиями энергии и энтропии. Можно также выразить сожаление, что не проанализировано соотношение понятий кинетической и потенциальной энергии. Возможно, что понятие души у Аристотеля распространялось и на неживые тела в качестве меры их самостоятельности, этот аспект диссертант никак не выделил. Вообще хотелось бы пожелать диссертанту иметь более широкий физический раздел и несколько более скромный раздел по связи категории энергии с понятием благодати, поскольку последнее понятие в современной научно-философской картине мира не работает. Точно так же возникает вопрос, насколько сильным оказалось влияние китайского понимания "ци" на современную европейскую научно-философскую картину мира, хотя китайская система категорий представляет самостоятельный историко-философский интерес. Однако, если даже Аристотеля трудно переводить на современный русский язык с древнегреческого, то еще сложнее это делать с древнекитайским, отделенным от нас не только древностью и иной языковой картиной мира, но и иной ментальностью китайского этноса. Вероятно, в этой области необходимо быть специалистом и в языке, и в философии, и в истории культуры.

К более мелким замечаниям можно отнести отсутствие авторской позиции при анализе ряда научно-философских положений, например, энергетизма Оствальда. Кроме того, при изложении ноосферной концепции читателю осталось неясным, в чем позиция В.И. Вернадского соответствует концепции П. Тейяра де Шардена, а в чем отличается от нее. Вероятно, не вполне удачны такие выражения как "многоспектральный ряд" и тем более как "его ниша", с. 76, ибо различные спектры не разлагаются в единый ряд, и у спектра никаких ниш нет. Однако приведенные неточности и некорректности вовсе не умаляют большой проделанной диссертантом работы и интересного подхода к рассмотрению категории энергии.

По мнению рецензента, диссертационное исследование Екатерины Семеновны Узковой написано на высоком научно-теоретическом и философском уровне и удовлетворяет всем необходимым требованиям, предъявляемым к подобного рода сочинениям. Публикации диссертанта соответствуют анализируемой проблеме и раскрывают ее достаточно полно. Автореферат дает общую характеристику диссертации и последовательно раскрывает содержание всех ее разделов. На основании изложенного, можно придти к заключению о том, что автор данного исследования, Екатерина Семеновна Узкова заслуживает присвоения ей искомой степени кандидата философских наук по специальности 09.00.01 - онтология и теория познания.

Доктор философских наук,

профессор, академик РАЕН В.А. Чудинов