В течение последнего столетия человек активно использовал материальные и энергетические ресурсы природы для того, чтобы продолжать свое развитие и повышать уровень жизни.
Произошедшие в XX веке рост промышленного производства и стремительное развитие городов позволили создать для человека отдельную оболочку — техносферу, то есть среду жизни, основанную на технологиях, но использующую ресурсы природной среды — биосферы.
С ускорением развития и ростом потребностей человека в природных ресурсах воздействие на «живую оболочку» приобрело значительные размеры и не могло быть скомпенсировано за счет естественных механизмов: повсеместное загрязнение воздуха, воды, почвы, образование опасных отходов. Получается, что экономическое и экологическое развитие вступили в конфликт, в котором приоритет не может быть отдан ни одной из сторон.
Для решения этого конфликта необходимо сделать возможным сосуществование природной и технологической среды, их сближение. Выходом из ситуации могут стать природоподобные технологии, которые основаны на циклах, наблюдаемых в естественной окружающей среде и позволяют «встроить» искусственно созданную человеком среду в природную. В 2015 году, со слов Президента РФ В.В. Путина, внедрение принципиально новых природоподобных технологий было названо «вызовом планетарного масштаба».
Вызов не потерял своей актуальности: 2 ноября 2023 года Президентом был подписан Указ, в котором Правительству РФ поручено в течение полугода разработать и утвердить план дальнейшего развития природоподобных технологий. Такие технологии затрагивают экономические, экологические и социальные стороны образа жизни людей, производства и потребления, дают толчок развитию науки и исследовательской деятельности.
Основные принципы природоподобных технологий
Само название уже отвечает на вопрос о сути нового технологического уклада: природоподобные технологии имитируют процессы, происходящие в природе, одновременно решая ряд насущных проблем, связанных с повышенной человеческой нагрузкой на окружающую среду. Отличительными характеристиками природоподобных технологий признаются:
Малоотходность или безотходность: технологии нацелены на использование природных материалов, легко вовлекаемых в естественный ресурсный цикл.
Ресурсосбережение: технологии не позволяют расточительно изымать у окружающей среды ресурсы (природные ископаемые, леса, воду, почвы) и энергию. Как природа обходится для поддержания своей стабильности тем, что имеет, так и человек должен удовлетворять свои потребности не через разработку новых месторождений, а через грамотное использование и распределение имеющихся сейчас ресурсов и материалов.
Восстановление естественной среды: природоподобные технологии не просто не должны оказывать негативное воздействие на окружающую среду, а еще содействовать восстановлению экосистем, достижению экологического баланса там, где он был нарушен.
Взаимосвязанность: при разработке природоподобных технологий обязателен учет механизмов взаимодействия между различными природными средами — атмосферой, гидросферой, биосферой, литосферой, а также место человека в этих сферах.
Жизнеспособность: технологии должны быть эффективны при внедрении в текущих условиях среды, значительно измененной человеком. Это, по сути, своеобразный естественный отбор — из числа природоподобных вариантов принимается к реализации лишь тот, который способен обеспечить стабильность в заданных параметрах среды.
Кроме природоподобия новая технологическая концепция предполагает сближение нескольких научных областей: неслучайно природоподобные технологии еще названы НБИКС-технологиями, поскольку предполагают использование наработок следующих научных областей:
Н — нанотехнологии: создание новейших безопасных для природы материалов с новыми свойствами; Б — биотехнологии: изучение биологических механизмов вплоть до уровня генома клетки с целью нахождения полезных биологических реакций и свойств; И — информационные технологии: превращение классических технологий в автоматизированные, основанные на искусственном интеллекте; К — когнитивные технологии: обучение искусственных интеллектуальных моделей на основе нейронных связей живых организмов; С — социогуманитарные технологии: отвечают за исследование воздействия природоподобных технологий на общество, экономику, освещают отдельные психологические аспекты внедрения и этику использования природоподобных технологий.
Примеры природоподобных технологий и проектов
Природоподобное сельское хозяйство
Одним из перспективных направлений использования природоподобных технологий является сельское хозяйство, в настоящее время являющееся причиной загрязнения атмосферного воздуха, водной среды и почв ввиду неконтролируемого внесения удобрений, распашки почв, часто неэффективных методов борьбы с вредителями и болезнями.
Принципиально новый подход заключается в таком планировании фермерских хозяйств, которые имитируют экосистему и естественные связи между ее живыми элементами, например:
связь между растительной и животной средой: планирование объектов земледелия и растениеводства в рамках единого комплекса;
естественное преобразование отходов в ресурсы: компостирование растительных остатков, отходов животноводства для получения удобрений;
ландшафтный дизайн: создание холмов, небольших оврагов, водотоков, лесонасаждений — с целью максимального приближения рельефа и растительного покрова к естественным аналогам;
создание симбиотических связей (выгодных взаимосвязей) между посадками и микроорганизмами (фунгицидами, бактерицидными бактериями);
использование малых водоемов, которые выступают в качестве водных линз и обеспечивают дополнительное получение солнечного света и тепла посадками;
отсутствие глубокой почвообработки.
Природоподобное градостроительство
Обращение к природе как единой системе при планировании городских кварталов является способом проектирования городских районов, которые обеспечивают комфортное проживание большого количества людей на ограниченной территории, с одновременным соблюдением основных приоритетов охраны окружающей среды.
Это возможно с помощью природоподобных инструментов:
проектирования высоты зданий с учетом природной соразмерности: гармоничное сочетание мало-, средне- и многоэтажный зданий по аналогии с ярусами растительности в экосистеме;
включения в проектирование пространств вертикальных фитостен (также известны как «зеленые» или «живые» стены);
подбор цветовых решений и сочетаний, встречающихся в естественной среде;
сокращение «запечатанности» внутренних дворов искусственными материалами (асфальт, плитка);
повышение показателей экологической результативности и ресурсной автономности зданий: экономичное использование энергии, воды, минимизация образования отходов.
Природоподобное градостроительство позволяет человеку чувствовать себя в городе как на природе. Кроме того, уход от типового строительства к природоподобному делает городскую среду более привлекательной, индивидуальной, без потери «зеленого» каркаса города.
Использование природоподобных технологий в медицине
Использование природоподобных механизмов биотехнологии позволяет восстанавливать и воспроизводить ткани и отдельные органы. В перспективе это сделает возможным отказ от тестирования препаратов на животных и людях, а также позволит создавать инновационные лекарственные препараты от онкологических заболеваний, заболеваний, связанных с изменением окружающей среды, в том числе климатических изменений.
Экспертиза в области природоподобных технологий
Головным центром разработки, развития и оценки природоподобных технологий в России является Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Президентом и идейным вдохновителем которого является советский и российский физик Михаил Валентинович Ковальчук. В своих трудах он отмечает ключевое значение природоподобных технологий: они призваны прекратить конфликт между средой, созданной человеком (техносферой), и естественной живой средой (биосферой). В своем недавнем выступлении президент Курчатовского институту отметил, что повышение общественного внимания к таким технологиям может привести к множеству заявлений о маркировке технологий «природоподобными», которые таковыми не являются — поскольку не основаны на синтезе наук и не ставят в центр технологии сохранение и восстановление окружающей среды.
Природоподобные технологии, несмотря на их очевидное положительное воздействие на состояние окружающей среды, содержат в себе определенные факторы риска.
Во-первых, это риски сбалансированности социального и экономического уклада: такие технологии, очевидно, будут доступны не всем отраслям экономики и социальным группам.
Во-вторых, это риски использования технологий против человека: учитывая, что неотделимым блоком при разработке являются когнитивные и социогуманитарные технологии, есть вероятность создания отталкивающих или даже раздражающих состояний человека от природоподобных технологий.
В-третьих, очевидно, встает вопрос рентабельности и продуктивности природоподобных технологий. Окупятся ли совершенно новые разработки?
В любом случае на сегодняшний день неоспоримым является факт вектора государственной направленности в сторону развития природоподобных технологий, а какое будущее их ждет — покажет время.
Москва
