Энергоэнтропийная концепция и классификация опасностей

Как представляется, решение рассматриваемых в данной книге проблем возможно лишь на строго научном теоретическом базисе и вытекающей из него методологии, созданных на объективных представлениях о природе, факторах и закономерностях аварийности в техносфере. Подобные базис и методология должны обосновать выбор объекта, предмета и основных методов исследования и совершенствования безопасности проведения производственных процессов. Более того, они могут стать эффективным инструментом познания и преобразования действительности и в других сферах жизнедеятельности человека.

Естественно, что предлагаемый базис и методология должны иметь эмпирическую основу в форме проверенной практикой совокупности утверждений и концептуальных высказываний, используемых при выборе необходимых методов в качестве исходных постулатов и аксиом. Их введение обычно позволяет внести ясность в последующие рассуждения, избежать произвольного толкования используемых терминов, обосновать объект исследования и совершенствования. Такой подход в наибольшей степени обеспечивает истинность принятых предпосылок, а значит – обоснованность и плодотворность основанных на них построений.

При формулировании исходных утверждений, касающихся природы аварийности и травматизма в техносфере, будем исходить из тех представлений, которые были получены только что – в процессе рассмотрения сущности рассматриваемой проблемы. Суть этих представлений состоит в сложном, стохастическом характере событий рассматриваемого явления, их причинной обусловленности большим числом факторов, проявляющихся в объективном стремлении энергетических потенциалов к выравниванию, и противодействии этому со стороны разного рода защитных механизмов.

Эти идеи соответствуют современным представлениям и позволяют сформулировать энергоэнтропийную концепцию и классификацию объективно существующих в техносфере опасностей. При этом сущность такой концепции может быть представлена следующими основными утверждениями.

1. Производственная деятельность потенциально опасна, так как связана с проведением технологических процессов, а последние – с энергопотреблением (выработкой, хранением и преобразованием тепловой, механической, электрической, химической и других видов энергии).

2. Техногенная опасность проявляется в результате несанкционированного или неуправляемого выхода не только энергии, имеющейся в технологическом оборудовании и вредных веществах, а также в некоторых объектах внешней (относительно техники и работающих на ней людей) среды, но и механической энергии тела движущего человека, накопленной благодаря инертности соответствующей массы.

3. Несанкционированный или неуправляемый выход больших количеств энергии или вредного вещества приводит к происшествиям с гибелью и травмированием людей, повреждениями технологического оборудования, загрязнением природной среды.

4. Возникновение подобных чрезвычайных ситуаций является следствием возникновения и развития причинной цепи предпосылок, приводящих к потере управления технологическим процессом, несанкционированному высвобождению используемой при этом энергии, рассеянию вредных веществ и их разрушительному воздействию на людей, объекты производственного оборудования и природной среды.

5. Инициаторами и звеньями причинной цепи каждого техногенного происшествия являются ошибочные и несанкционированные действия людей, неисправности и отказы технологического оборудования, а также нерасчетные для них воздействия извне.

6. Ошибочные и несанкционированные действия персонала обусловлены его недостаточной технологической дисциплинированностью и профессиональной неподготовленностью к работам, характеризуемым потенциально опасной технологией и конструктивным несовершенством используемого производственного оборудования.

7. Отказы и неисправности технологического и производственного оборудования вызваны собственной низкой его надежностью, а также несанкционированными или ошибочными действиями работающих на нем людей.

Рис. 6.5. Иллюстрация природы техногенных опасностей

8. Нерасчетные (неожиданные или превышающие допустимые пределы) внешние воздействия связаны с недостаточной комфортностью рабочей среды для человека, ее агрессивным воздействием на технологическое оборудование, а также с неблагоприятными климатическими или гидрогеологическими условиями дислокации производственного объекта.

Правомерность только что сформулированной и проиллюстрированной на рис. 6.5 концепции обусловлена прежде всего эмпирическим характером сделанных выше утверждений. Это объясняется тем, что опыт (корректная статистика) есть результат проявления объективно существующих факторов. Думается, что читателю также знакомы достоверные факты, которые не противоречат только что изложенной энергоэнтропийной концепции.

Другим аргументом, подтверждающим справедливость предложенной выше концепции, является ее непротиворечивость фундаментальным законам, в частности – объективному стремлению энтропии техносферы к самопроизвольному росту. Согласно второму началу термодинамики, например, получение людьми синтетических веществ и химически чистых элементов, выработка и аккумулирование энергии, очистка и обогащение природных материалов являются в этом смысле как бы "противозаконными" действиями, так как влекут за собой снижение энтропии. Вот почему практически все технологические процессы, включая транспортировку инертных грузов, являются потенциально опасными, поскольку характеризуются наличием неестественной с точки зрения энтропии неравновесности – термодинамической (по Р. Клаузису), статистической (по Л. Больцману) и информационной (по К. Шеннону).

Учитывая необходимость в более тщательной проверке сформулированной здесь концепции, поясним последнюю особенность исследуемых здесь процессов подробнее. Для этого напомним, что законы энтропии (в ее термодинамической интерпретации) обычно как бы играют роль бухгалтера природы, следящего за балансом количества энергии (I начало), и диспетчера, указывающего направление соответствующих преобразований (II начало). Более того, они предписывают и конечный результат таких преобразований в закрытых системах: для вещества – это пыль, для информации – шум и для энергии – тепло.

В частности, в последнем случае имеется в виду стремление любой энергии постепенно переходить в тепло, равномерно распределяемое среди окружающих тел. При этом оказывается, что энтропия любой системы обратно пропорциональна величине эксергии – той свободной части энергии, которая способна к дальнейшим превращениям. В силу этого каждая предоставленная сама себе система неминуемо переходит в состояние с максимальной энтропией, характеризуемое отсутствием энергетических потенциалов, т.е. такое равновесное состояние, которое соответствует наибольшей степени дезорганизации и хаоса.

Вот почему любые попытки вывести систему из подобных состояний требуют преодоления естественных энергетических барьеров и рассматриваются как приводящие ее в неустойчивое, а стало быть – опасное состояние. Можно показать также, что потенциально опасной является не только производственная (физическая) деятельность, но и творческая или познавательная, связанная с добычей не материальных ценностей, а информации.

Дело в том, что интеллектуальная работа направлена на уменьшение энтропии, т.е. степени неопределенности, но уже в информационном смысле: на поиск внутренней структуры и организованности вещей, выяснение закономерностей появления и предупреждения событий, создание моделей объектов и процессов, конструирование опытных образцов технологического оборудования. Рассматриваемая деятельность человека требует интеллектуальных усилий, вызванных необходимостью преодоления "стремления природы к сокрытию своих тайн", а потому и сопровождается усталостью или перенапряжением анализаторов, возможностью ухудшения состояния здоровья человека по причине возможных заболеваний.

С учетом сделанных замечаний энергоэнтропийная концепция может быть обобщена и на неблагоприятные события и свойства, проявляющиеся в других сферах деятельности человека. Для этого необходимо сделать коррекцию приведенных выше утверждений на предмет замены в них энергии энтропией, а опасности – вредностью. В частности, для этого оказываются достаточными следующие изменения:

• в первом утверждении необходимо слово "опасна" поменять на "вредна", а "энергопотреблением" – на "снижение энтропии путем получения различных видов информации";

• во втором – сменить термин "опасность" на "вредность", а выражение "несанкционированного и неуправляемого выхода энергии" на – "расхода ресурсов на снижение энтропии";

• в третьем – перейти от слов "несанкционированный или неуправляемый выход энергии" к фразе "несвоевременный рост энтропии организма человека" и убрать словосочетания "возникновением происшествий с гибелью" и "поломками и повреждениями..." и т.д.

Если продолжить подобные обобщения, то можно сформулировать довольно общую концепцию объективно существующих опасных и вредных факторов всей жизнедеятельности человека. Однако оставим такие импровизации читателю, а вместо них приведем наиболее общую классификацию объективно существующих опасностей. Действительно, ведь исходя из неадекватности потоков энергии, вещества и информации все опасности можно поделить на следующие три основных класса:

1) природно-экологические – вызванные нарушением естественных циклов миграции вещества, в том числе по причине природных катаклизмов;

2) техногенно-производственные – связанные с возможностью нежелательных выбросов энергии и вредного вещества, накопленных в созданных людьми технологических объектах;

3) антропогенно-социальные – обусловленные сокрытием и (или) искажением информации, а также спецификой ее восприятия и интерпретации людьми.

В завершение параграфа – два существенных замечания. Первое из них касается правомерности сформулированной здесь энергоэнтропийной концепции: ее право на существование подтверждается каждодневным опытом и непротиворечивостью объективно существующим законам. Второе – уточнения рассматриваемых ниже классов опасностей: преимущественно это будут техногенные, в меньшей мере – природные, тогда как социальные останутся вне сферы настоящего учебника. Дело в том, что последние более свойственны национальной безопасности, также оперирующей и остальными типами опасностей.