Энергия и цивилизация

Концентрированное изобилие и легкая доступность собираемых растений имели большее значение, чем их общая биомасса и разнообразие. Травянистые равнины и лесостепи предлагали лучшие условия для жизни, чем густой лес. Убийство крупных (мясистых и жирных) млекопитающих давало больший выход полезной энергии, охота на меньших животных почти всегда приносила меньшее энергетическое вознаграждение, чем собирание растений. Жиры были самыми желанными питательными веществами, их обычно не хватало. Их высокая энергетическая плотность обеспечивала удовлетворительное чувство насыщения. Эти энергетические императивы диктовали стратегии охоты и собирательства и внесли вклад в появление социальной сложности.

Пока мускулы человека, а позже и животных, оставались единственными первичными движителями, скорость любого труда определялась метаболическими императивами: скоростью переваривания пищи, базовыми метаболическими и ростовыми потребностями гомойотермных тел и механической эффективностью мускулов. Постоянный поток мощности от взрослых людей не мог превышать 100 Вт. Эффективность конвертации пищи в механическую энергию не могла превосходить 20–25 %. Только массовое сосредоточение людей или тягловых животных помогало преодолеть эти лимиты и, как свидетельствуют доисторические и античные монументальные сооружения, такие подвиги, требовавшие эффективного контроля и координации, периодически совершались обществами столь различными, как строители менгиров из Ирландии и Британии, египтяне первых династий и маленькое население острова Пасхи.

Агрессия, приводимая в движение человеческими мускулами, могла осуществляться либо в битве лицом к лицу, либо скрытной атакой с дальности не большей, чем пара сотен метров. Тысячелетиями убийство требовалось совершать, находясь рядом с тем, кого собираешься убить. Человеческая анатомия не позволяет лучнику приложить максимальную силу, когда вытянутую и согнутую руки разделяет больше 70 см. Это ограничивает натяжение, а следовательно, и дальность полета стрелы. Катапульты, заряжаемые многими руками, обеспечили увеличение массы метательных снарядов, но не дальности. Результат битвы лицом к лицу в конечном итоге определялся умением, опытом и случайностью.

Переход от кочевого образа жизни к земледелию произошел благодаря комбинации как социальных, так и связанных с энергией (в первую очередь с питанием) факторов, но последующая интенсификация оседлого земледелия может быть объяснена чисто энергетическими императивами (Boserup 1965,1976). Когда существующий способ производства пищи достигает физического лимита продуктивности, популяция либо стабилизируется в размере (с помощью контроля рождаемости или миграций), либо изобретает более эффективный способ производства пищи. Очертания и продолжительность последовательных шагов интенсификации значительно варьируются, но практически всегда для освоения большего фотосин-тетического материала требуются более высокие вложения энергии. И наоборот, большие урожаи способны поддержать большую плотность населения.

Интенсификация сельского хозяйства также требовала более высоких косвенных энергетических инвестиций: на выведение и прокорм тягловых животных, на создание или приобретение все более сложных инструментов и орудий, на такие долгосрочные инфраструктурные проекты как постройка террас, оросительных каналов, прудов, зернохранилищ и дорог. В свою очередь, для такой интенсификации нужны источники энергии, отличные от человеческих мускулов. Вспашка более тяжелых почв или невероятно сложна или вообще невозможна без тягловых животных. Ручной обмолот зерна очень трудоемок, поэтому были необходимы животные, а позже энергия воды и ветра, чтобы обрабатывать обильные урожаи. Доставка зерна на большие расстояния, в города, почти всегда обеспечивалась только с помощью животных, и иногда – ветра. Производство более надежных и более эффективных железных инструментов и орудий требовало древесного угля, без которого нельзя плавить руду

Ряд особых энергетических императивов придает характерную форму миру традиционного сельского хозяйства. Где в наличии нет большого количества доступных пастбищ и где вся пахотная земля используется для выращивания еды, там потребности человеческой энергии накладывают ограничения на производство пищи и, следовательно, на число крупных тягловых животных. Во всех других случаях (исключая Америку и Австралию) тягловых животных используют все больше и больше, но часто их кормят исключительно травой и пожнивными остатками. По мере того как растет производство зерна на душу населения, достаточное количество обрабатываемой земли может быть предназначено для выращивания высококачественного фуража: в США для него использовалось почти 25 % всех сельскохозяйственных территорий, в густонаселенных низинах традиционной Азии эта величина составляла обычно менее 5 %.