Энергетика — экономика — развитие (эргодинамический подход)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Энергетика -- экономика -- развитие (эргодинамический подход)

В.С. Голубев

Заместитель директора Института глобальных проблем экологии и энергоэффективности (ИГПЭиЭ), к. геол.-м. н.;

В.В. Бушуев

Генеральный директор ГУ "Институт энергетической стратегии", д.т.н., проф.

Энергия -- основа развития, его движущая сила, его "мотор". Без естественных потоков энергии не было бы жизни на Земле. И все-таки, энергия -- лишь необходимое, но недостаточное условие прогресса. Энергия может рассеиваться (и рассеивается) "бесполезно". Чтобы возникло развитие, необходимо наличие его носителей, субъектов -- эргопреобразователей (ЭП) 1. В них рассеиваемая энергия частично аккумулируется и используется для производства "полезной" работы.

Сущность производственно-хозяйственной деятельности человека состоит в трансформации аккумулированной свободной энергии природных ресурсов в физический и человеческий капитал. В этом процессе происходит рост качества аккумулированной энергии. Фактически, социум, как и вообще любая эволюционирующая (аккумулирующая энергию) система, представляет собой глобальный эргопреобразователь.

Полный анализ трансформации энергии потребовал перехода от чисто термодинамических понятий, которыми хорошо описываются процессы в неживых системах, к более общим энергетическим понятиям, характеризующим процессы аккумулирования энергии и совершения полезной работы. Так, для эволюционирующих систем на смену термодинамике приходит эргодинамика (от греч. эрг -- полезная работа).

Эргодинамика -- новая наука, изучающая общие законы функционирования эргопреобразователей и их изменение (эволюцию) во времени 1. К эргопреобразователям относятся любые системы, в том числе и человек. Эволюционирующие эргопреобразователи присутствуют и в неживой природе. Кроме того, разные машины и механизмы, создаваемые человеком, являются искусственными эргопреобразователями.

Эргодинамика, как и экономика, применима для изучения производственно-хозяйственной деятельности человека, но с других позиций -- на основе общих законов функционирования и эволюции эргопреобразователей. Она привносит в экономику иной аппарат и дает новый взгляд на экономический процесс.

Дадим краткий анализ сущностных связей энергетики, экономики и развития; их значения для практики. Предварительно остановимся на некоторых важных, но недостаточно разработанных понятиях эргодинамики.

Структурная энергия эргопреобразователей и информация

Принципиальной особенностью эргопреобразователей (и их системно связанных совокупностей) является их неравновесность по отношению к окружающей среде, -- они изначально обладают избыточной свободной энергией. При их "конструировании" и "изготовлении" затрачена энергия и совершена работа за счет свободной энергии естественных и искусственных энергопотоков. Тем самым эта свободная энергия аккумулирована в эргопреобразователях. Изначальный, при рождении, запас свободной энергии живых систем обозначается нами как витальный (жизненный) капитал 1.

Для формирования эргопреобразователей необходим "план", информация (И) о его будущей структуре. На основе этой информации и в зависимости от нее совершается работа (А) образования ЭП из исходных элементов. Существует, таким образом, определенная функциональная зависимость А = f (И). Чем сложнее ЭП, тем больше И и тем большая работа затрачена на его изготовление (dA / dИ > 0). Можно сказать, что в ЭП аккумулирована в структурной форме свободная энергия. При этом структурная энергия Ф эргопреобразователя (или его аккумулированная свободная энергия, что одно и то же) равна работе образования ЭП из исходных элементов. Информация же И, которая использована для образования ЭП, может быть названа эндогенной информацией эргопреобразователей.

Развитие -- явление объективное. Простейшие ЭП -- рудообразующие системы 2 возникли на Земле "стихийно" -- на основе комбинирования "случайностей", давших новое "качество". Самоорганизация в рудообразующих системах носит ограниченный характер: они не обладают способностью "находить" и "подводить" (в систему) необходимый для их функционирования ресурс (рудный компонент) 2.

Появление живых эргопреобразователей означало эволюционный скачок -- "конструирование" природой таких систем, которые сами реализуют подвод ресурса ("активный транспорт") 2. А это возможно, если системы способны "находить" ресурс -- получать и обрабатывать экзогенную информацию (об окружающей их среде). Такие системы имеют устройство, орган для информационного взаимодействия со средой (нервная система и ее зачатки в простейших организмах).

Феномен жизни связан, таким образом, с организацией информационных потоков: эндогенных -- о том, как организму расти и размножаться; и экзогенных -- о том, как ему самосохраниться в условиях изменяющейся среды. Эндогенная информация "перетекает" в экзогенную и наоборот. Информация является "запасом устойчивости" эргопреобразователя, обеспечивая его функционирование в условиях изменяющейся среды. экономика энергия термодинамический

Для естественных и искусственных эргопреобразователей общим является следующее:

выполнение функции -- получение "полезной" работы;

наличие "программы", по которой они создаются (гены, чертежи и др.);

аккумулирование (в структурной форме) свободной энергии естественных и искусственных энергопотоков;

функционирование при подводе энергии;

рассеяние структурной энергии ("старение");

конечное время индивидуальной "жизни";

развитие, совершенствование -- путем "конструирования" (природой или человеком) новых ЭП, более сложных и специализированных.

Специфика же эргопреобразователей, естественных и искусственных, обусловлена тем, что первые создаются самой природой, а вторые -- человеком. Естественные эргопреобразователи возникают, чтобы обеспечить устойчивость и развитие биосферы в условиях изменяющейся геологической среды. Искусственные эргопреобразователи имеют ту же функцию применительно к социумам. Первые являются компонентами биосферы, вторые -- техносферы. Первые -- совершенствуются в ответ на требования среды. Вторые -- совершенствует человек, чтобы удовлетворить свои развивающиеся потребности. Если естественные ЭП копируются путем репродукции, то искусственные -- на заводском конвейере. Первые -- функционируют на потоках солнечной энергии (реже, эндогенной Земли), вторые -- как на них, так и на свободной энергии, аккумулированной былыми биотами.

Индикаторы социоприродного развития

Индикаторы социоприородного развития характеризуют как состояние экоса (глобальной системы "человек -- общество -- природа"), так и процессы его функционирования. Они комплексно учитывают основные аспекты развития -- экономический, социальный, экологический, являясь важным практическим приложением эргодинамики.

Международными организациями предложено большое число показателей развития, обычно корректирующих традиционные экономические показатели (в частности, ВНП) путем учета в них стоимости истощения ресурсов и эколого-экономического эффекта загрязнения среды 3. К их числу относится предложенный ООН "экологически адаптированный чистый внутренний продукт" (ЭЧВП), то есть ВНП за вычетом стоимостей добытых ресурсов и экологического ущерба окружающей среде в результате загрязнения воды и воздуха. Всемирный Банк рассчитывает показатель "истинных сбережений", корректирующий с экологических позиций валовые накопления в странах. Другими организациями предлагаются: "индекс экологической устойчивости", индекс "живой планеты", "экологический след" и многие другие индикаторы.

Указанные индикаторы получили определенное практическое применение на Западе. В России они используются лишь эпизодически. Исключение составляет "индекс развития человека" (ИРЧ), другое название -- "индекс развития человеческого потенциала" (ИРЧП).

Разработанный Программой Развития ООН (ПРООН), он характеризует качество жизни в различных странах и регионах. В России издаются ежегодные доклады, в которых приводятся расчетные данные ИРЧП по всем российским регионам 4.

Индекс развития человеческого потенциала рассчитывается как среднее арифметическое трех частных показателей:

долголетия, измеряемого как продолжительность предстоящей жизни при рождении;

достигнутого уровня образования, измеряемого как совокупный индекс грамотности среди взрослого населения (вес -- в две трети) и совокупная доля учащихся начальных, средних и высших учебных заведений (вес -- в одну треть);

уровня жизни, измеряемого на базе реального ВВП на душу населения на основе паритета покупательной способности.

Индекс ИРЧП относится к числу виртуальных (искусственно сконструированных), в чем заключается его основной недостаток. В индексе также отсутствует фундаментальная характеристика -- показатель рождаемости, что его как бы "омертвляет". Не обоснованы весовые коэффициенты, характеризующие вклад отдельных составляющих ИРЧП в его суммарную величину и т.п.

Множественность и разнозначимость предлагаемых к использованию показателей устойчивого развития, их недостаточная теоретическая обоснованность затрудняют их сопоставление и комбинирование в целях выработки единого (системного) индекса, позволяющего объективно судить об устойчивости экоса и развитии социумов.

Указанных недостатков в значительной степени лишен разработанный ранее синтетический индекс развития (СИР), имеющий естественнонаучную базу -- теорию социоприродного развития 1,2. Эта теория изучает производственно-хозяйственную деятельность человечества как трансформацию (с помощью труда) природных ресурсов в физический и человеческий капитал социумов.

Социоприродное развитие имеет место, если со временем растет производство общего капитала, включающего физическую, человеческую и экологическую составляющие. Обобщенной характеристикой социоприродного процесса воспроизводства является синтетический индекс развития (СИР), -- в дол. в расчете на 1 чел. за год), равный сумме производств частных капиталов -- физического (ПФК, эта величина совпадает с ВНП), человеческого (ПЧК) и экокапитала (ПЭК), то есть:

СИР = ВНП + ПЧК + ПЭК (1)

Физический и человеческий капитал производятся социумом, а экокапитал, без которого существование человечества невозможно, -- биотой.

Индекс СИР обобщенно характеризует основные составляющие социоприродного развития: экономическую -- через величину ВНП, социогуманитарную -- через ПЧК и экологическую -- через ПЭК. Фактически СИР определяет структурную энергию социума. Изначально он измеряется в энергетических единицах (эрг/чел. в год). Между тем, человечество через рынок выработало способ оценки в денежном выражении "запаса устойчивости" социумов (который и характеризуется СИР). Имея это в виду, мы отождествили величину ПФК с ВНП, а величину СИР рассчитываем в дол. за год в расчете на 1 человека.

При устойчивом развитии величина СИР растет со временем:

d(СИР) / dt > 0 (2)

Удельный человеческий капитал -- это человеческий капитал, приходящийся на 1 человека (дол./чел.). Он включает в себя приобретенные за время жизни и унаследованные свои части. Унаследованный или врожденный капитал определяет тот "запас устойчивости", который человек имеет с рождения. Его будем обозначать как витальный капитал (УВК).

Полагаем, что приобретенный капитал включает в себя две составляющие: удельный социальный (УСК) и духовный (УДК) капитал. Первый получается человеком как социальным субъектом за время жизни. Он определенным образом соотносится с удельными социальными расходами стран (СР, дол./чел. в год). Духовный капитал приобретается человеком на основе его внутренней жизни как саморазвивающимся, самосовершенствующимся субъектом. В свою очередь, производство человеческого капитала (ПЧК, дол./чел. в год) складывается из производства социального (ПСК), витального (ПВК) и духовного (ПДК) капиталов.

В линейном приближении принимаются пропорциональными зависимости между ПСК и СР, между ПВК и УВК, между ПДК и УДК, между ПЭК и удельной продуктивностью естественной биоты страны Р (в т углерода на 1 чел. в год). Тогда получим следующее уравнение для СИР:

СИР = ВНП + a(СР) + b(УДК) + c(УДК) + d(УВК) + g Р (3)

где а, b, c, d, g -- постоянные коэффициенты.

В уравнении (3) известны величины ВНП, СР (по справочным данным); величина Р находится по математической модели биогеохимического цикла углерода 5. Остальные величины рассчитываются через такие измеряемые на практике величины как средняя продолжительность жизни и рождаемость; величина УДК в первом приближении принимается одинаковой для всех стран мира.

Не имея возможности подробно останавливаться на методике расчете, рассмотрим лишь некоторые результаты, которые были выполнены для представительного ряда стран за 1997 г. 1. На первом месте по СИР находится Швейцария (135 тыс. дол./чел. в год), что обусловлено максимальным значением ее ВНП. По ПЧК всех опережает Франция (95 тыс. дол./чел. в год) благодаря "сильной" социальной политике государства ( величина СР максимальна). По производству экокапитала на первом месте Австралия (ПЭК -- 44 тыс. дол/чел. в год), в которой "хорошая" биота сопрягается с малой численностью населения (величина Р максимальна). Существенное отставание России от развитых стран (СИР -- 43 тыс.дол./чел. в год) обусловлено, а первую очередь, гуманитарными факторами -- низкими рождаемостью и продолжительностью жизни. В то же время роль экономического фактора оказалась менее существенной. Так, Индия, ВНП которой в 7 раз меньше, чем у России, по величине СИР, тем не менее, ее опережает (90 тыс. дол./чел. в год).

Определенной слабостью методики расчетов по уравнению (3) является недостаточность теоретического обоснования абсолютных значений таких величин, как УЧК и его составляющих, а также ПЭК. В частности, величина УЧК в принципе должна определяться такими характеристиками социумов, как национальный менталитет, система господствующих ценностей и приоритетов и др. Найти способ количественного отражения таких системных характеристик социумов весьма непросто. В свою очередь, величина ПЭК определяется "стоимостью" естественной природы, которая по мере ухудшения экологической ситуации в социумах станет непрерывно возрастать.

Эта слабость в определенной степени устраняется при введении безразмерных индексов типа ИРЧП. Недостатки ИРЧП уже обсуждались выше. Используя же уравнение (2), удается предложить теоретически обоснованные безразмерные индексы развития.

Преобразуем уравнение (2) следующим образом:

СИР = ВНП + (ПСК + ПВК + ПДК) + ПЭК =

= (ВНП)*I₁ + (ПСК)*I₂ + (ПВК)*I₃ + (ПДК)*I₄ + (ПЭК)*I₅ (4)

I₁ = ВНП/ВНП* (5)

I₂ = ПСК/ПСК* (6)

I₃ = ПВК/ПВК* (7)

I₄ = ПДК/ПДК* (8)

I₅ = ПЭК/ПЭК* (9)

Значок (*) относится к максимальным значениям соответствующих индикаторов среди всех изучаемых субъектов (стран мира, регионов).

Допустим, что для исследуемых субъектов одинаково ценно иметь как максимальное значение ВНП, так и максимальные значения всех прочих капиталов, то есть:

ВНП* =ПСК* =ПВК* =ПДК* =ПЭК* =ПК* (10)

Введем безразмерный индекс социоприродного развития I:

I = СИР / 5 (ПК)* = 1/5 ( I₁ + I₂ + I₃ + I₄ + I₅ ) (11)

При этом частные индексы в (11) рассчитываются следующим образом. Индекс доходов I₁ находится по формуле (5). Социальный индекс I₂, определяемый уравнением (6), рассчитывается по формуле:

I₂ = СР / СР* (12)

где СР -- социальные расходы государства, включающие расходы на образование, социальное обеспечение, социальные выплаты, жилье и социально-культурное обслуживание (согласно данным Всемирного Банка 6).

Формула (12) следует из (6) при допущении, что производство социального капитала (ПСК) пропорционально социальным расходам государства.

Производство витального капитала (ПВК) принимается пропорциональным произведению удельной рождаемости ( L, в расчете на 1 чел.) на среднюю продолжительность жизни (Т). Тогда для витального индекса I₃ имеем:

I₃ = LT / (LT)* (13)

где (LT)* -- максимальное среди всех исследуемых субъектов (стран, регионов) значение жизненного потенциала (LT) (последний является характеристикой "жизнестойкости" нации, народа 1).

Индекс духовности I₄ находится следующим образом. Можно вполне обоснованно допустить, что главным признаком духовного неблагополучия социума является число суицидов n (в расчете на 1 чел.). Тогда величину производства духовного капитала следует принять обратно пропорциональной n::

ПДК = к / n (14)

( к -- постоянная величина).

С учетом (14) формула (8) примет вид:

I₄ = c*/ c, (15)

где с* -- минимальное число суицидов среди всех изучаемых субъектов.

Наконец, принимаем величину ПЭК пропорциональной удельной продуктивности ( Ps) естественной биоты субъекта ( в расчете на единицу площади его территории; при этом учитывается ценность для проживания биоты данного субъекта) 7.Тогда для биотического индекса I₅ будем иметь:

I₅ = Ps / P_s * (16)

(значок (*) относится к максимальному значению Р_s).

В итоге имеем следующую формулу для расчета безразмерного социоприродного индекса I:

I = 1/5 ( ВНП/ВНП* + СР/СР* + (LT)/(LT)* + c*/ c + Ps /P_s *) (17)

Индекс характеризует в обобщенном безразмерном виде развитость стран и регионов. Он учитывает существенно большее число значимых параметров, чем ИРЧП и потому дает более объективное знание о развитости субъектов. По уравнению (17) имеется возможность рассчитать и сопоставить развитость стран (и регионов в отдельных странах), поскольку величины, входящие в (17), обычно даются статистическими службами стран.

Расчет I для регионов России (за 2000 г.) (рис.1) (подробнее см. 7) выявил существенную роль в развитии гуманитарного и биотического факторов. Первые места в ряду развитости занимают Тюменская обл. (I = 0, 625) и Москва (0,596), что обусловлено наибольшими значениями в них величины валового регионального продукта (ВРП) и, соответственно, индекса доходов. Однако вслед за ними идут "бедные" (по ВРП) регионы: Республика Дагестан (0,528), Республика Ингушетия (0,507), Республика Алания (0,449). Они опережают такие "богатые" (по ВРП) регионы, как Республика Татарстан (0,459) и Липецкая обл. (0,396). Данная ситуация обусловлена высокими значениями витального, биотического индексов и индекса духовности; фактически, высокими рождаемостью и продолжительностью жизни, низкой суицидностью и "богатой" биотой.

Большинство регионов (60 из 79) имеют индекс социоприродного развития больший, чем средний по стране (0,287). Имеет место резкая неравномерность развития регионов. Регионы-аутсайдеры сочетают слабую экономику с недостаточным развитием человека и "небогатой" биотой. Самыми же отсталыми являются регионы с "бедной" биотой и высоким уровнем суицидности: Магаданская обл. (I = 0,214) и Чукотский автономный округ (0,211).

По ИРЧП (за 2000 г.) ряд развитости регионов другой (по мере уменьшения индекса): Москва (ИРЧП = 0,864), Тюменская обл. (0,840), Республика Татарстан (0,804), Республика Башкортостан (0,780), г. Санкт-Петербург (0,779), Липецкая обл. (0,779). Республики же Северного Кавказа занимают по развитости весьма скромные места: Республика Алания -- 24 место, Республика Дагестан -- 64, Республика Ингушетия -- 66. Замыкают ряд развитости по ИРЧП Еврейская автономная обл. (0,697) и Республика Тыва (0,633).

Такое различие связано с тем, что в ИРЧП не учтены те важные характеристики регионов, производными от которых являются витальный, духовный и биотический индексы (рождаемость, суицидность, биопродуктивность). Вообще, гуманитарная и биотическая составляющие качества жизни, приобретающие в настоящее время особенно высокий статус, еще недостаточно учитываются экономистами.

Основываясь на полученных результатах, выскажем некоторые соображения относительно возможных перспектив развития России. К сожалению, у авторов имеется лишь один временной срез (2000 г.) картины развития регионов (см. рис.1). Поэтому допустим, что кривая на рис.1 будет являться общей для всех регионов траекторией их будущего развития. Тогда с увеличением ВРП развитие, то есть рост I, станет замедляться. Это будет означать: преимущественный рост ВРП по сравнению с ПЧК -- движение будет происходить в направлении "общества потребления".

Количественный рост со временем должен быть снят качественным ростом. Последнее предполагает опережающий рост со времени производства человеческого капитала по сравнению с физическим, что является главным признаком социогуманитарного государства 1, 4. Условие социогуманитарного развития заведомо выполняется, если (в относительных единицах):

рост социальных расходов (региональных, государства) опережает рост ВРП (ВНП);

рост жизненного потенциала (LT) опережает рост ВРП;

уменьшение числа суицидов опережает рост ВРП.

В частности, выполнение второго условия предполагает, что с ростом ВРП станет происходить более быстрый рост индекса Iз. Этого на предполагаемой траектории явно не наблюдается (рис.2). Наоборот, с ростом ВРП указанный индекс сначала резко падает, а затем стабилизируется (или, возможно, "медленно" растет). Аналогичная картина наблюдается в отношении индекса духовности 7.

Отсюда становится ясно, каковы же приоритеты государственной политики, если ее цель -- построение социогуманитарного общества 1, 7. Это -- социальная политика (в самом широком смысле этого слова), демографическая политика, культурная политика. Экономика же является средством обеспечения данной политики, а не целью, как это имеет место при движении к "обществу потребления".

Новые индикаторы развития появились в ответ на требования современности, характеризующейся возникновением глобальных проблем и экологических ограничений на рост физического капитала. Они показывают, что развитие отнюдь не сводится к экономическому росту. На первый план выдвигается рост человеческого капитала (и экокапитала). В этом аспекте самой богатой страной мира, вероятно, следует считать уже не США, а Китай, имеющий наибольший (суммарный) человеческий капитал.

На основе новых индикаторов решается фундаментальная проблема, касающаяся приоритетов развития. Уже первые полученные результаты свидетельствуют: наиболее эффективны вложения в человека. При задействовании обратных связей в системе государство -- человек -- экономика такие вложения дают существенно больший экономический эффект, чем, если бы они направлялись непосредственно в экономику. Гуманитарная сфера -- главный приоритет России.

Индексы развития должны стать теоретическим фундаментом региональной политики государства во все ее аспектах: экономическом, социальном, гуманитарном, экологическом. Они позволяют выявить отсталые регионы и причины их отсталости. На этой основе следует планировать бюджетную политику государства, направив ее, в частности, на уменьшение дифференциации регионов по индексам развития.

Периодическая оценка индексов (1 раз в год) позволит объективно судить о характере развития регионов и страны в целом. Оценка одного лишь ВВП (ВНП) для этого недостаточна. Не факт, что рост ВВП означает прогресс, если только он не сопровождается сопряженным увеличением производства человеческого капитала.

Рост ВВП может происходить за счет чрезмерной эксплуатации природных невозобновляемых ресурсов, когда убыль природного капитала не компенсируется приращением физического и человеческого капитала. Такая "жизнь за счет своих потомков" не отвечает необходимому условию прогресса -- росту национального богатства социумов. Неблагоприятен для развития и "вывоз капитала", снижающий национальное богатство страны.

Перспектива России связана с изменением целевой функции государства от "служения элите" к "служению народу". Это станет означать движение России по траектории социогуманитарного строительства.

Литература

1. Бушуев В.В., Голубев В.С. Основы эргодинамики. М., "Энергия", 2003, 230 с.

2. Голубев В.С. Введение в синтетическую эволюционную экологию. М., "Папирус Про", 2001, 318 с.

3. Индикаторы социоприродного развития. Под ред. С.Н. Бобылева, П.А. Макеенко. М., ЦПРП, 2001, 220 с.

4. Доклад о развитии человеческого потенциала в Российской Федерации. 2002/2003. М., "Права человека", 2003, 196 с.

5. Бушуев В.В., Голубев В.С., Голубев С.В., Тарко А.М. Устойчивость и развитие в Экосе. М. "Папирус Про", 2002.

6. Знания на службе развития Отчет о мировом развитии. М., 1999.

7. Бушуев В.В., Голубев В.С., Тарко А.М. Индикаторы социоприродного развития российских регионов. М., "Энергия", 2004, 96 с.

Размещено на Allbest.ru