Как устроен мир на самом деле. Наше прошлое, настоящее и будущее глазами ученого - читать бесплатно онлайн полную версию книги автора Вацлав Смил (ч. notes)

Примечания

1

Точную дату этого события определить невозможно – от 3,7 до 2,5 миллиарда лет назад. Cardona T. Thinking twice about the evolution of photosynthesis // Open Biology. 2019. 9/3.180246.

2

Herrero A. and Flores E. (eds.). The Cyanobacteria: Molecular Biology, Genomics and Evolution. Wymondham: Caister Academic Press, 2008.

3

Droser M. L. and Gehling J. G. The advent of animals: The view from the Ediacaran // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2015. 112/16. P. 4865–4870.

4

Bell G. The Evolution of Life. Oxford: Oxford University Press, 2015.

5

Stanford C. Upright: The Evolutionary Key to Becoming Human. Boston: Houghton Mifflin Harcourt, 2003.

6

Мы точно не знаем, когда люди начали сознательно использовать огонь, но первые свидетельства этого датируются периодом, отстоящим от нас как минимум на 800 000 лет: Goren-Inbar N. et al. Evidence of hominin control of fire at Gesher Benot Ya’aqov, Israel. Science. 304/5671 (2004). P. 725–727.

7

Рэнгем утверждает, что тепловая обработка пищи была одним из главных достижений эволюции: Wrangham R. Catching Fire: How Cooking Made Us Human. N. Y.: Basic Books, 2009. (Рэнгем Р. Зажечь огонь: Как кулинария сделала нас людьми. М.: Corpus, 2012.)

8

Одомашнивание разных видов растений происходило независимо в разных регионах Старого и Нового Света, но самый первый кластер возник на Ближнем Востоке: Zeder M. The origins of agriculture in the Near East // Current Anthropology. 52. Supplement 4 (2011). S 221–S 235.

9

В качестве тягловых животных используются быки, азиатские буйволы, яки, лошади, мулы, ослы, верблюды, ламы, слоны, а также (реже) северные олени, овцы, козы и собаки. Для верховой езды кроме лошадиных (лошади, ослы, мулы) используются только верблюды, яки и слоны.

10

Эволюция этих механизмов прослежена в: Smil V. Energy and Civilization: A History. Cambridge, MA: MIT Press, 2017. P. 146–163. (Смил В. Энергия и цивилизация / Пер. с англ. Д. Л. Казакова. М.: Бомбора, 2020.)

11

Warde P. Energy Consumption in England and Wales, 1560–2004. Naples: Consiglio Nazionale delle Ricerche, 2007.

12

Историю английской и британской угольной отрасли см. в: Nef J. U. The Rise of the British Coal Industry. L.: G. Routledge, 1932; Flinn M. W. et al. History of the British Coal Industry. 5 vols. Oxford: Oxford University Press, 1984–1993.

13

Stuart R. Descriptive History of the Steam Engine. L.: Wittaker, Treacher and Arnot, 1829.

14

Hills R. L. Power from Steam: A History of the Stationary Steam Engine. Cambridge: Cambridge University Press. 1989. P. 70; Kanefsky J. and Robey J. Steam engines in 18th-century Britain: A quantitative assessment // Technology and Culture. 1980. 21. P. 161–186.

15

Эти расчеты в высшей степени приблизительны; мы знаем общую численность рабочей силы и тягловых животных, но нам все равно приходится делать допущения об их средней мощности и общей продолжительности рабочего времени.

16

В цифрах: менее 0,5 ЭДж в 1800 г., рост почти до 22 ЭДж в 1900 г. и почти до 350 ЭДж в 2000 г., прогнозируется до 525 ЭДж в 2020 г. Более подробно о преобразовании энергии в глобальном масштабе и по странам см.: Smil V. Energy Transitions: Global and National Perspectives. Santa Barbara, CA: Praeger, 2017.

17

Совокупный индекс изменения эффективности использования энергии основан на вычислениях, выполненных мной для книги: Smil. Energy and Civilization. P. 297–301. Общую эффективность преобразования энергии см. диаграммы Сэнки для энергетических потоков в мире (https://www.iea.org/sankey) и в отдельных странах; для США см.: https://flowcharts.llnl.gov/content/assets/images/energy/us/Energy_US_2019.png

18

Данные для этих подсчетов можно найти в отчете ООН «Ежегодник статистики энергетики» (Energy Statistics Yearbook): https://unstats.un.org/unsd/energystats/pubs/yearbook/; и в статистическом обзоре компании BP: https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statisticalreview-of-world-energy/downloads.html

19

Boltzmann L. Der zweite Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie (лекция, прочитанная на Торжественном собрании Имперской академии наук 29 мая 1886 г.). См. также: Schuster P. Boltzmann and evolution: Some basic questions of biology seen with atomistic glasses // Gallavotti G. et al., eds. Boltzmann’s Legacy. Zurich: European Mathematical Society, 2008. P. 1–26.

20

Schrödinger E. What Is Life? Cambridge: Cambridge University Press, 1944. P. 71. Шрёдингер Э. Что такое жизнь? / Пер. с англ. А. Малиновского. М.: Римис, 2015.

21

Lotka A. J. Natural selection as a physical principle // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1922. 8/6. P. 151–154.

22

Odum H. T. Environment, Power, and Society. N. Y.: Wiley Interscience, 1971. P. 27.

23

Ayres R. Gaps in mainstream economics: Energy, growth, and sustainability // Shmelev S., ed. Green Economy Reader: Lectures in Ecological Economics and Sustainability. Berlin: Springer, 2017. P. 40. См. также: Ayres R. Energy, Complexity and Wealth Maximization. Cham: Springer, 2016.

24

Smil. Energy and Civilization. P. 1.

25

Ayres. Gaps in mainstream economics. P. 4.

26

История идеи энергии подробно описана в: Coopersmith J. Energy: The Subtle Concept. Oxford: Oxford University Press, 2015.

27

Westfall R. S. Force in Newton’s Physics: The Science of Dynamics in the Seventeenth Century. N. Y.: Elsevier, 1971.

28

Smith C. The Science of Energy: A Cultural History of Energy Physics in Victorian Britain. Chicago: University of Chicago Press, 1998; Cardwell D. S. L. From Watt to Clausius: The Rise of Thermodynamics in the Early Industrial Age. L.: Heinemann Educational, 1971.

29

Maxwell J. C. Theory of Heat. L.: Longmans, Green, and Company, 1872. P. 101. (Максвелл Дж. К. Теория теплоты. СПб., 1888.)

30

Feynman R. The Feynman Lectures on Physics. Redwood City, CA: Addison-Wesley, 1988. Vol. 4. P. 2. (Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике. Современная наука о природе / Пер. с англ. А. Ефремова, Г. Копылова, О. Хрусталева. М.: AST Publishers, 2019.)

31

Существует множество книг, знакомящих с основами термодинамики, но среди них выделяется одна: Sherwin K. Introduction to Thermodynamics. Dordrecht: Springer Netherlands, 1993.

32

Friedman N. U. S. Submarines Since 1945: An Illustrated Design History. Annapolis, MD: US Naval Institute, 2018.

33

Коэффициент использования вычисляется как отношение реального производства к максимально возможному для данного устройства. Например, большая ветряная турбина мощностью 5 МВт при непрерывной работе в течение всего дня выработает 120 МВт электроэнергии; если в реальности она выдает только 30 МВт, значит, ее коэффициент использования составляет 25 %. Средние годовые коэффициенты использования в США в 2019 г.: 21 % для солнечных панелей, 35 % для ветряных турбин, 39 % для гидроэлектростанций и 94 % для атомных станций: Table 6.07. B. Capacity Factors for Utility Scale Generators Primarily Using Non-Fossil Fuels // https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.php?t=epmt_6_07_b. Низкий коэффициент использования солнечных панелей в Германии не должен вызывать удивление: и в Берлине, и в Мюнхене количество солнечных дней в году меньше, чем в Сиэтле!

34

Церковная свеча весом около 50 г, с плотностью энергии парафина 42 кДж/г содержит 2,1 МДж (50 × 42 000) химической энергии, а ее средняя мощность при 15-часовом горении составит почти 40 Вт (как у тусклой электрической лампочки). Но в обоих случаях лишь малая часть общей энергии преобразуется в свет: меньше 2 % для современной лампы накаливания и всего 0,02 % для парафиновой свечи. Вес свечи и время горения см.: https://www.candlewarehouse.ie/shopcontent.asp?type=burn-times; световая эффективность см.: https://web.archive.org/web/20120423123823/http://www.ccri.edu/physics/keefe/light.htm

35

Расчет основного обмена веществ: Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation, Human Energy Requirements. Rome: FAO, 2001. P. 37, http://www.fao.org/3/a-y5686e.pdf

36

Engineering Toolbox. Fossil and Alternative Fuels – Energy Content (2020), https://www.engineeringtoolbox.com/fossilfuels-energy-content-d_1298.html

37

Smil V. Oil: A Beginner’s Guide. L.: Oneworld, 2017; Maugeri L. The Age of Oil: The Mythology, History, and Future of the World’s Most Controversial Resource. Westport, CT: Praeger Publishers, 2006.

38

Mang T., ed. Encyclopedia of Lubricants and Lubrication. Berlin: Springer, 2014.

39

Asphalt Institute. The Asphalt Handbook. Lexington, KY: Asphalt Institute, 2007.

40

International Energy Agency. The Future of Petrochemicals. Paris: IEA, 2018.

41

Thuro C. M. V. Oil Lamps: The Kerosene Era in North America. N. Y.: Wallace-Homestead Book Company, 1983.

42

Li G. World Atlas of Oil and Gas Basins. Chichester: Wiley-Blackwell, 2011; Howard R. The Oil Hunters: Exploration and Espionage in the Middle East. L.: Hambledon Continuum, 2008.

43

Aguilera R. F. and Radetzki M. The Price of Oil. Cambridge: Cambridge University Press, 2015; Cordesman A. H. and Al-Rodhan K. R. The Global Oil Market: Risks and Uncertainties. Washington, DC: CSIS Press, 2006.

44

В начале 1930-х гг. средний расход бензина американских машин составлял 16 миль на галлон (15 л на 100 км); на протяжении четырех десятилетий этот показатель медленно ухудшался до 13,4 мили на галлон (17,7 л на 100 км) в 1973 г. Новые стандарты «Закона о среднем расходе топлива автомобилями, выпускаемыми корпорацией» (CAFE) удвоили его до 27,5 мили на галлон (8,55 л на 100 км) в 1985 г., но последующее снижение нефтяных цен затормозило прогресс вплоть до 2010 г.: Smil V. Transforming the Twentieth Century. N. Y.: Oxford University Press, 2006. P. 203–208.

45

Подробную статистику производства и потребления энергии можно найти в отчете ООН «Ежегодник статистики энергетики» (Energy Statistics Yearbook) и статистическом обзоре компании BP, Statistical Review of World Energy.

46

Ghanem S. M. OPEC: The Rise and Fall of an Exclusive Club. L.: Routledge, 2016; Smil V. Energy Food Environment. Oxford: Oxford University Press, 1987. P. 37–60.

47

Buchan J. Days of God: The Revolution in Iran and Its Consequences. N. Y.: Simon & Schuster, 2013; Maloney S. The Iranian Revolution at Forty. Washington, DC: Brookings Institution Press, 2020.

48

Первыми сократили потребление энергоемкие производства (металлургия, химический синтез), успех стандартов американского «Закона о среднем расходе топлива» уже отмечался выше (см. примеч. 44), а почти все производство электроэнергии, основанное на сжигании сырой нефти или мазута, перешло на уголь или природный газ.