Martinás Katalin

ELTE Atomfizikai Tsz, 1088, Budapest, Puskin u. 5-7

A fenntartható fejlõdés az eredeti Brundtland-féle értelmezés szerint olyan növekedési pályát jelent, amely a jelen igényeit maximálisan kielégíti anélkül, hogy csorbítaná a jövõ generáció esélyeit. Egy fenntartható társadalom a jövõ generáció számára is biztosítja az erõforrások elérhetõségét, valamint az ökoszféra produkciós és asszimilációs kapacitását.

Lehetséges-e fenntartható fejlõdés a véges Földön? A kérdés így megválaszolhatatlan, hiszen a fejlõdés jelentése sem egyértelmû. Az ipari forradalom óta az ország, a vállalat gazdagságát az energia- és anyagfogyasztás nagysága jellemezte; a GNP lényegében ennek mérõszáma. A környezeti problémák már mindennapjainkat érintik! A túlnépesedés, az erõforrások és a nyersanyagok készletek kifogyása, a környezetszennyezés, a felmelegedés, az ózonlyuk, az elszegényedés, a munkanélküliség növekedése megkérdõjelezik unokáink jövõjét. De lesznek-e unokáink? és ha igen, lehetnek-e gazdagabbak, boldogabbak, mint mi? A problémák jelentõs része abból származik, hogy az eddigi és a jelenlegi gazdasági gyakorlat a természeti tényezõket, ezen belül a természeti költségeket nem veszi figyelembe.

A fizika ad egy megoldási javaslatot. Minden emberi tevékenységnek egyúttal van egy termodinamikai oldala is: a biológiai, gazdasági folyamatok egyben fizikai változásokat is jelentenek. A természet törvényei korlátokat szabnak a lehetséges változásoknak, ezen belül a fejlõdés azon fajtájának is, amit "fenntartható"-nak nevezhetünk. A termodinamika elsõ és második fõtétele - az energia megmaradása és az entrópia növekedése - ilyen korlát. Nem teremthetünk energiát, legfeljebb az egyik megjelenési formát alakíthatjuk a másikba. Minden tevékenység növeli az entrópiát: ha eszünk, ha alszunk, ha termelünk, ha fogyasztunk, ha takarítunk, azaz ha csinálunk valamit, ennek ára az lesz, hogy a világegyetem ill. a szûkebb környezetünk entrópiáját növeljük. Ismerni kell létünk fizikai korlátait, ha meg akarjuk találni a fenntartható társadalomhoz vezetõ utat. Természetesen a gazdasági döntéseket csak termodinamikai mérõszámokra nem lehet alapozni, de a fizikai jellemzõk lényeges információkat adnak, és segíthetnek abban, hogy olyan ésszerû gazdálkodásra térjünk rá, amelyik a szûkös javakkal takarékoskodik, s olyanokat enged bõségesen felhasználni, amelyek tartósan rendelkezésünkre állnak.

Az entrópia alkalmazását megnehezíti az növekedése két különbözõ folyamat eredménye lehet. A rendszer növekedésével együtt jár az entrópia növekedése, és ez általában "elõnyös", míg az irreverzibilitásból származó entrópia növekedés általában "hátrányos". Nemegyensúlyi potenciál függvények alkalmazása ezt a problémát kiküszöböli.

A természeti folyamatok irreverzibilisek. Egyensúlyi határfeltételek mellett egy rendszer olyan állapothoz tart, amelyet a saját és a környezet paraméterei egyértelmûen meghatároznak. A végsõ egyensúlyi állapot entrópiája (S_o) jól definiált. A végsõ és aktuális entrópia különbsége = S_o - S, az extrópia. Izolált rendszerben két lehetõség van az irreverzibilitás matematikai megfogalmazására:
- nõ az entrópia, dS/dt >= 0.
- csökken az extrópia, d/dt <= 0.

Állandó környezetben lévõ nyílt rendszer esetén az entrópia nõhet és csökkenhet is, de az extrópia csak csökkenhet, ahol

= S_o - S = s (Y_io - Y_i)_i,

S most a rendszer és a környezet együttes entrópiáját jelöli, míg Y_io a környezeti intenzív. Az extrópia az egyensúlytól mért termodinamikai távolság. -potenciál függvény, azaz minden termodinamikai információt tartalmaz a rendszerrõl. Amig az entrópia mérlegegyenlete: dS/dt = J_s + s , addig az extrópiáé: d /dt = J - s , ahol s = o + o_k, o_k a rendszer és a környezet közötti kiegyenlitõdési folyamatok entrópia termelése. J más, nemegyensúlyi rendszerbõl jövõ extrópia áram, és J_out > J_in. Transzport esetén mindig csökken az extrópia.

A II. fõtétel új megfogalmazása: Az extrópia mindig csökken. Egy rendszer extrópiája csak úgy nõhet, hogy egy másik nemegyensúlyi rendszertõl extrópiát kap, de a teljes extrópia ekkor is csökken. Minden természetes folyamat csökkenti az extrópiát. Az Univerzum extrópiája azonban nem csökken, a tágulás folyamatosan extrópiát termel.

A gazdaság termodinamikai feltétele az, hogy a szereplõk a különbözõ formában megjelenõ extrópiákat másként értékeljék. Egy gazdasági egység gazdagsága W = 033 s v_i alakban írható fel, ahol v az érték. Állandó mellett is lehet gazdagodni, ha a v_i változik. A fenntartható fejlõdésnek nincs termodinamikai akadálya. A bevitel viszont korlátos, ezért szûkös erõforrásnak tekintendõ. Át kell alakitani a gazdaságot, úgy hogy minimális felhasználással maximális gazdagságot állítson elõ.

A környezetszennyezés nem szükséges velejárója az emberi tevékenységnek. Egy termelési folyamat extrópia mérlege

_in = _termék + _hulladék + s ,

alakban írható fel. A termék hulladék felbontás gazdasági. A hulladék léte csak azt jelenti, hogy a felhasználható extrópiát nem használjuk fel, "mert nem gazdaságos".