0:00:01.571,0:00:03.586
В детстве я каждое лето

0:00:03.610,0:00:06.992
улетал из родной Канады[br]в гости к бабушке и дедушке

0:00:07.016,0:00:08.816
в Индию, в город Мумбаи.

0:00:09.157,0:00:12.291
В Канаде лето довольно умеренное:

0:00:12.315,0:00:15.976
средняя температура днём[br]около 22 градусов по Цельсию

0:00:15.996,0:00:18.666
или 72 градусов по Фаренгейту,[br]и не слишком жарко.

0:00:19.276,0:00:22.315
А вот в Мумбаи очень жарко и влажно,

0:00:22.339,0:00:25.557
хорошо за 30 градусов по Цельсию[br]или за 90 градусов по Фаренгейту.

0:00:26.364,0:00:27.950
Прилетая туда, я спрашивал себя:

0:00:27.974,0:00:32.384
«Как можно жить, работать[br]и спать в такую погоду?»

0:00:33.539,0:00:37.185
К тому же в доме у бабушки[br]и дедушки не было кондиционера.

0:00:37.768,0:00:40.593
И, несмотря на все мои старания,

0:00:40.617,0:00:43.371
я так и не смог уговорить их[br]его приобрести.

0:00:44.220,0:00:47.315
Но ситуация меняется, причём очень быстро.

0:00:47.914,0:00:52.255
Сегодня на работу систем охлаждения[br]уходит 17 процентов

0:00:52.279,0:00:54.652
используемого электричества во всём мире.

0:00:54.676,0:00:57.070
К ним относятся и кондиционеры,

0:00:57.084,0:00:59.891
которых мне так отчаянно не хватало[br]во время летних каникул,

0:00:59.895,0:01:03.505
и холодильные системы,[br]которые не дают нашей еде испортиться

0:01:03.529,0:01:04.760
в супермаркетах,

0:01:04.784,0:01:08.624
и системы промышленных масштабов[br]для поддержания центров обработки данных

0:01:08.624,0:01:09.624
в рабочем состоянии.

0:01:09.624,0:01:13.109
На все эти системы[br]приходится восемь процентов

0:01:13.133,0:01:15.383
глобальных выбросов парниковых газов.

0:01:15.823,0:01:17.434
Но вот что не даёт мне покоя:

0:01:17.458,0:01:22.379
к 2050 году расход электроэнергии [br]на охлаждение может вырасти в шесть раз,

0:01:22.403,0:01:26.684
главным образом из-за более широкого[br]распространения в странах Азии и Африки.

0:01:27.284,0:01:28.982
Я видел это своими глазами.

0:01:29.006,0:01:32.164
Почти в каждой квартире[br]в районе, где живёт моя бабушка,

0:01:32.188,0:01:34.212
теперь есть кондиционер.

0:01:34.236,0:01:37.283
И, конечно же, это хорошо

0:01:37.307,0:01:40.006
для здоровья, самочувствия[br]и работоспособности

0:01:40.030,0:01:42.675
жителей жарких стран.

0:01:43.831,0:01:47.774
Но в глобальном потеплении[br]наибольшую тревогу вызывает то,

0:01:47.798,0:01:50.393
что чем больше нагревается наша планета,

0:01:50.417,0:01:52.729
тем больше нам нужны системы охлаждения,

0:01:52.753,0:01:56.512
которые сами по себе являются крупными[br]источниками выбросов парниковых газов.

0:01:57.236,0:02:00.569
В итоге может образоваться порочный круг,

0:02:00.593,0:02:02.051
и системы охлаждения

0:02:02.075,0:02:05.062
сами станут одним из крупнейших[br]источников парниковых газов

0:02:05.086,0:02:06.428
к концу XXI века.

0:02:06.735,0:02:07.913
В худшем случае

0:02:07.937,0:02:10.931
к 2100 году нам нужно будет[br]каждый год тратить

0:02:10.961,0:02:14.269
более 10 триллионов киловатт-часов[br]электричества только на охлаждение.

0:02:14.846,0:02:17.711
Это половина всей нашей[br]электроэнергии сегодня.

0:02:18.198,0:02:19.348
Только на охлаждение.

0:02:20.862,0:02:24.777
Но этот же факт указывает нам[br]на удивительную возможность.

0:02:25.444,0:02:30.013
Повышение производительности каждой[br]системы охлаждения на 10–20 процентов

0:02:30.037,0:02:33.521
может значительно снизить[br]выброс парниковых газов,

0:02:33.545,0:02:36.010
как сегодня, так и к концу века,

0:02:38.080,0:02:41.629
и может помочь нам избежать[br]того самого порочного круга.

0:02:42.928,0:02:46.608
Я учёный и часто размышляю[br]о свете и тепле.

0:02:46.632,0:02:50.228
В частности, о том, как новые материалы [br]позволяют изменить ход

0:02:50.252,0:02:52.268
этих основных природных явлений так,

0:02:52.292,0:02:54.934
как раньше считалось невозможным.

0:02:55.315,0:02:57.728
И хотя ещё во время[br]своих летних каникул я понимал,

0:02:57.752,0:02:59.696
как много значит охлаждение,

0:02:59.720,0:03:01.983
на самом деле я стал работать[br]над этой проблемой

0:03:02.007,0:03:06.013
из-за головоломки, о которой[br]узнал лет шесть назад.

0:03:07.149,0:03:12.766
Как древние люди создавали лёд в пустыне?

0:03:13.894,0:03:16.830
Это ледяной дом,

0:03:16.854,0:03:20.481
он же «яхчал», который находится[br]на юго-западе Ирана.

0:03:21.006,0:03:24.760
Во всём Иране десятки руин таких домов,

0:03:24.784,0:03:28.474
также есть свидетельства подобных строений[br]и в других странах Ближнего Востока

0:03:28.498,0:03:29.712
вплоть до Китая.

0:03:30.228,0:03:33.418
Люди, много веков назад[br]работавшие в этом ледяном доме,

0:03:33.442,0:03:35.926
заливали воду в резервуар слева

0:03:35.950,0:03:39.022
ранним вечером, на закате солнца.

0:03:39.046,0:03:40.855
А потом происходило невероятное.

0:03:41.442,0:03:44.204
Несмотря на то, что температура[br]воздуха была выше нуля, —

0:03:44.228,0:03:47.926
скажем, пять градусов по Цельсию[br]или 41 градус по Фаренгейту, —

0:03:47.950,0:03:49.484
вода замерзала.

0:03:50.724,0:03:54.859
Получившийся лёд вынимали рано утром

0:03:54.883,0:03:57.518
и откладывали на хранение в здание справа

0:03:57.542,0:03:59.478
для использования в летние месяцы.

0:04:00.133,0:04:02.852
Возможно, вы и сами[br]наблюдали нечто подобное,

0:04:02.876,0:04:06.328
если замечали, как в ясную ночь[br]на земле образуется иней,

0:04:06.352,0:04:09.097
даже если температура воздуха[br]намного выше нуля.

0:04:09.121,0:04:10.281
Но постойте.

0:04:10.305,0:04:14.036
Как же вода замерзала[br]при температуре воздуха выше нуля?

0:04:14.487,0:04:16.413
Возможно, дело в испарении,

0:04:16.437,0:04:19.752
но одного испарения мало,[br]чтобы превратить воду в лёд.

0:04:20.064,0:04:22.150
Должно быть, воду охладило что-то другое.

0:04:22.761,0:04:25.309
Подумайте, как пирог[br]остывает на подоконнике.

0:04:25.619,0:04:29.230
Чтобы пирог остыл, его тепло[br]должно уходить туда, где холоднее.

0:04:29.254,0:04:31.158
А именно — в окружающий его воздух.

0:04:32.180,0:04:34.490
В это трудно поверить,

0:04:34.514,0:04:39.890
но тепло от воды из резервуара[br]уходит в холод космоса.

0:04:42.085,0:04:43.807
Как же это возможно?

0:04:44.434,0:04:48.006
Как и большинство природных[br]материалов, вода из резервуара

0:04:48.030,0:04:50.180
отдаёт своё тепло в качестве света.

0:04:50.506,0:04:53.323
Это явление называется[br]тепловым излучением.

0:04:53.792,0:04:58.260
Даже сейчас мы все отдаём тепло[br]в форме инфракрасного излучения

0:04:58.284,0:05:00.212
друг другу и окружающему миру.

0:05:00.608,0:05:03.077
Мы можем наглядно представить этот процесс

0:05:03.101,0:05:06.347
на съёмках с тепловых камер,[br]как на этом изображении.

0:05:06.744,0:05:09.006
Итак, тепло от воды из резервуара уходит

0:05:09.030,0:05:10.712
вверх по атмосфере.

0:05:11.379,0:05:13.474
Молекулы в атмосфере

0:05:13.498,0:05:16.053
поглощают часть этого тепла[br]и отдают его обратно.

0:05:16.077,0:05:19.899
По сути, это и есть парниковый эффект,[br]который в ответе за глобальное потепление.

0:05:20.435,0:05:22.958
Но вот самое главное, что нужно понимать.

0:05:22.982,0:05:26.182
Атмосфера не поглощает всё тепло,

0:05:26.577,0:05:29.511
иначе на нашей планете[br]было бы гораздо жарче.

0:05:29.982,0:05:31.490
На определённых длинах волн,

0:05:31.514,0:05:34.966
а именно в диапазоне[br]между восемью и 13 микронами,

0:05:34.990,0:05:38.752
наша атмосфера имеет[br]так называемое окно прозрачности.

0:05:39.402,0:05:44.919
Благодаря этому окну[br]часть тепла из инфракрасного света

0:05:44.943,0:05:48.276
фактически улетучивается,[br]унося с собой тепло воды из резервуара.

0:05:48.895,0:05:52.665
А улетучивается оно туда,[br]где очень, очень холодно:

0:05:53.633,0:05:55.601
в холод верхних слоёв атмосферы

0:05:55.625,0:05:57.299
и ещё дальше, в открытый космос,

0:05:57.323,0:06:01.133
где температура доходит[br]до -270 градусов по Цельсию

0:06:01.157,0:06:03.877
или -454 градусов по Фаренгейту.

0:06:05.242,0:06:08.606
Получается, что наш резервуар с водой[br]отдаёт в небо больше тепла,

0:06:08.630,0:06:10.401
чем получает от неба в ответ.

0:06:10.425,0:06:11.575
И именно поэтому

0:06:11.599,0:06:14.615
в резервуаре более низкая температура,[br]чем в его окружении.

0:06:16.035,0:06:19.551
Этот эффект известен как ночное охлаждение

0:06:19.575,0:06:20.975
или радиационное охлаждение.

0:06:21.369,0:06:24.823
Климатологи и метеорологи[br]всегда считали его

0:06:24.847,0:06:27.447
очень важным природным явлением.

0:06:28.879,0:06:30.371
Обо всём этом я узнал,

0:06:30.395,0:06:33.037
когда заканчивал писать[br]диссертацию в Стэнфорде.

0:06:33.061,0:06:37.490
Я был поражен кажущейся[br]простотой этого метода охлаждения,

0:06:37.514,0:06:38.780
а также весьма озадачен.

0:06:39.284,0:06:41.484
Почему мы этим не пользуемся?

0:06:42.744,0:06:45.625
В предыдущие десятилетия учёные и инженеры

0:06:45.649,0:06:46.887
исследовали эту идею.

0:06:46.911,0:06:50.199
Но обнаружилась как минимум[br]одна большая проблема.

0:06:50.879,0:06:53.751
Эффект назван «ночным[br]охлаждением» не просто так.

0:06:54.109,0:06:55.283
Почему же?

0:06:55.307,0:06:57.676
Всё дело в одной мелочи[br]под названием Солнце.

0:06:58.157,0:07:00.617
Чтобы поверхность могла охладиться,

0:07:00.641,0:07:02.815
она должна быть под открытым небом.

0:07:02.839,0:07:04.467
Но в середине дня,

0:07:04.491,0:07:07.641
когда нам больше всего[br]хочется чего-нибудь холодного,

0:07:07.665,0:07:10.561
на небе, к несчастью, светит солнце.

0:07:10.585,0:07:12.731
А солнце так нагревает[br]большинство материалов,

0:07:12.761,0:07:15.222
что полностью нейтрализует[br]охлаждающий эффект.

0:07:16.409,0:07:18.417
Мы с коллегами много думаем о том,

0:07:18.441,0:07:20.553
как строить материалы

0:07:20.577,0:07:21.989
в очень малых масштабах,

0:07:22.013,0:07:25.339
чтобы находить новое[br]и полезное применение свету —

0:07:25.363,0:07:28.353
в масштабах меньше, [br]чем длина волны самого света.

0:07:28.377,0:07:29.957
С помощью открытий из науки

0:07:29.981,0:07:33.109
под названием нанофотоника,[br]или исследование метаматериалов,

0:07:33.133,0:07:36.633
мы поняли, что у нас [br]впервые появилась возможность

0:07:36.657,0:07:37.830
сделать это днём.

0:07:37.854,0:07:40.754
Для этого я разработал[br]многослойный оптический материал,

0:07:40.784,0:07:42.891
показанный на этом изображении[br]из микроскопа.

0:07:42.911,0:07:46.196
Он более чем в 40 раз тоньше[br]человеческого волоса.

0:07:46.220,0:07:48.738
И он может делать две вещи одновременно.

0:07:49.169,0:07:50.994
Во-первых, он отдаёт своё тепло

0:07:51.018,0:07:54.820
именно туда, где оно лучше всего[br]рассеивается в атмосфере.

0:07:54.844,0:07:56.977
Наша цель — окно в космос.

0:07:57.519,0:08:00.950
Во-вторых, он не нагревается на солнце.

0:08:00.974,0:08:03.374
Он отлично отражает солнечный свет.

0:08:04.315,0:08:07.049
Впервые я протестировал[br]этот материал на крыше Стэнфорда,

0:08:07.049,0:08:08.815
которую вы видите на экране.

0:08:09.339,0:08:11.720
Я оставил там устройство[br]на несколько минут,

0:08:11.744,0:08:14.815
а когда подошёл к нему,

0:08:14.839,0:08:17.633
то в считанные секунды понял,[br]что оно работает.

0:08:17.657,0:08:18.815
Как?

0:08:18.839,0:08:20.466
На ощупь оно было холодным.

0:08:21.395,0:08:26.053
(Аплодисменты)

0:08:26.862,0:08:30.846
Просто подчеркну,[br]насколько это странно и нелогично:

0:08:30.870,0:08:32.600
этот и другие подобные ему материалы

0:08:32.624,0:08:35.529
остывают, если вынести их из тени,

0:08:35.553,0:08:37.913
несмотря на то, что на них светит солнце.

0:08:37.937,0:08:40.620
Здесь показаны результаты[br]самого первого эксперимента,

0:08:40.644,0:08:43.383
где материал оставался[br]на пять градусов по Цельсию

0:08:43.407,0:08:46.683
или на девять градусов по Фаренгейту,[br]холоднее температуры воздуха,

0:08:46.707,0:08:49.521
хотя находился под прямыми[br]солнечными лучами.

0:08:50.855,0:08:53.990
Метод изготовления этого материала,[br]который использовали мы,

0:08:54.014,0:08:56.548
на самом деле уже существует[br]в крупных масштабах.

0:08:56.903,0:08:58.250
Поэтому я очень обрадовался,

0:08:58.260,0:09:01.125
ведь мы не только делаем что-то классное,

0:09:01.149,0:09:06.202
но у нас появилась возможность[br]сделать что-то по-настоящему полезное.

0:09:07.204,0:09:09.117
Отсюда следует ещё один важный вопрос.

0:09:09.141,0:09:11.728
Как эта идея помогает[br]экономить электроэнергию?

0:09:11.752,0:09:15.410
Мы считаем, что наша технология напрямую[br]помогает сэкономить электроэнергию,

0:09:15.434,0:09:17.093
повысив производительность

0:09:17.117,0:09:20.180
нынешних кондиционеров[br]и холодильных систем.

0:09:20.561,0:09:22.940
Для этого мы сделали[br]панели жидкостного охлаждения,

0:09:22.950,0:09:24.315
как те, что показаны здесь.

0:09:24.339,0:09:27.006
По форме эти панели похожи[br]на солнечные нагреватели,

0:09:27.030,0:09:29.950
но их функция противоположна —[br]они пассивно охлаждают воду

0:09:29.974,0:09:32.041
с помощью нашего специального материала.

0:09:32.815,0:09:35.275
Затем в эти панели[br]можно встроить конденсатор,

0:09:35.299,0:09:37.867
который есть почти в каждой[br]системе охлаждения,

0:09:37.891,0:09:41.024
чтобы улучшить[br]её общую производительность.

0:09:41.367,0:09:43.263
Наш стартап, SkyCool Systems,

0:09:43.287,0:09:47.161
недавно закончил полевые испытания[br]в Дэвисе, Калифорния, что показано здесь.

0:09:47.649,0:09:48.831
В этой демонстрации

0:09:48.855,0:09:51.903
мы показали, что можем [br]улучшить производительность

0:09:51.927,0:09:54.851
этой системы охлаждения в поле[br]на целых 12 процентов.

0:09:55.474,0:09:56.728
В следующие год–два

0:09:56.752,0:10:00.656
мне не терпится увидеть[br]наш первый выход на массовый рынок

0:10:00.680,0:10:03.823
в области и кондиционеров,[br]и холодильной техники.

0:10:04.260,0:10:07.847
Возможно, в будущем[br]мы сможем встраивать такие панели

0:10:07.871,0:10:11.180
в более мощные системы охлаждения,

0:10:11.204,0:10:14.006
тем самым снизив расход[br]электроэнергии на две трети.

0:10:14.030,0:10:17.688
И, быть может, мы дойдём до того,[br]что изобретём систему охлаждения,

0:10:17.702,0:10:20.275
для работы которой[br]вообще не потребуется электричество.

0:10:20.966,0:10:22.482
В качестве первого шага к этому

0:10:22.506,0:10:24.363
мы с коллегами в Стэнфорде

0:10:24.387,0:10:26.413
продемонстрировали,[br]что с лучшей техникой

0:10:26.437,0:10:31.006
можно поддерживать температуру,[br]более чем на 42 градуса по Цельсию

0:10:31.030,0:10:32.418
ниже температуры воздуха.

0:10:33.165,0:10:34.315
Спасибо.

0:10:34.339,0:10:38.394
(Аплодисменты)

0:10:39.196,0:10:40.347
Только представьте —

0:10:40.371,0:10:43.774
что-то очень холодное[br]в жаркий летний день.

0:10:45.927,0:10:50.410
И хотя я очень рад тому,[br]чего мы можем добиться в охлаждении, —

0:10:50.434,0:10:53.688
и, я думаю, нам ещё многое[br]предстоит сделать, —

0:10:53.712,0:10:57.180
как учёного, меня привлекает[br]более глубокая возможность,

0:10:57.204,0:10:59.220
которая отражается в этой работе.

0:10:59.760,0:11:02.895
Мы можем использовать[br]холодную тьму космоса,

0:11:02.919,0:11:04.569
чтобы повысить эффективность

0:11:04.593,0:11:07.847
всего на Земле,[br]что связано с электроэнергией.

0:11:09.204,0:11:12.521
В частности, я бы хотел поговорить[br]о солнечных батареях.

0:11:12.934,0:11:14.379
Они нагреваются на солнце,

0:11:14.403,0:11:16.887
и чем горячее становятся,[br]тем менее эффективны.

0:11:17.276,0:11:21.153
В 2015 году мы показали,[br]как определённые виды микроструктур

0:11:21.177,0:11:22.724
поверх солнечной батареи

0:11:22.748,0:11:25.592
помогают нам лучше использовать[br]охлаждающий эффект

0:11:25.616,0:11:29.315
и пассивно поддерживать более низкую[br]температуру солнечной батареи.

0:11:29.708,0:11:32.039
Это обеспечивает более[br]эффективную работу батареи.

0:11:32.627,0:11:35.595
Мы продолжаем изучать такие возможности.

0:11:35.619,0:11:38.864
Мы задумываемся об использовании[br]космического холода

0:11:38.888,0:11:40.967
для экономии водных ресурсов.

0:11:41.316,0:11:43.665
Или в работе автономных[br]систем электроснабжения.

0:11:43.689,0:11:47.856
Возможно, с этим холодом мы даже сможем[br]напрямую создавать электроэнергию.

0:11:48.522,0:11:51.475
Существует огромная разница[br]в температурах между нами на Земле

0:11:51.499,0:11:53.189
и в холодном космосе.

0:11:53.213,0:11:55.305
Эту разницу, по крайней мере в теории,

0:11:55.305,0:11:57.633
можно использовать в работе[br]теплового двигателя,

0:11:57.633,0:11:59.173
чтобы производить электричество.

0:11:59.967,0:12:03.104
Тогда возможно ли[br]изобрести ночное устройство,

0:12:03.124,0:12:05.991
которое производило бы[br]достаточно электроэнергии,

0:12:06.015,0:12:07.919
когда солнечные батареи не работают?

0:12:07.943,0:12:10.477
Возможно ли производить свет из тьмы?

0:12:11.872,0:12:16.261
В сердце этой способности —[br]возможность управлять

0:12:16.285,0:12:19.396
тепловым излучением вокруг нас.

0:12:19.420,0:12:22.220
Мы постоянно окутаны инфракрасным светом;

0:12:22.666,0:12:25.118
подчинив его своей воле,

0:12:25.142,0:12:28.062
мы бы коренным образом[br]изменили потоки тепла и энергии,

0:12:28.092,0:12:30.629
которые ежедневно пронизывают наш мир.

0:12:31.190,0:12:34.531
Вместе с холодной тьмой космоса[br]такая способность

0:12:34.555,0:12:37.864
указывает на будущее, где наша цивилизация

0:12:37.888,0:12:43.126
может более разумно управлять [br]своим следом тепловой энергии

0:12:43.150,0:12:44.950
в самых крупных масштабах.

0:12:45.904,0:12:48.118
Я думаю, что в борьбе с изменением климата

0:12:48.142,0:12:50.745
такая способность в нашем арсенале

0:12:50.769,0:12:52.569
окажется жизненно необходимой.

0:12:53.428,0:12:56.626
Итак, когда вы в следующий раз[br]будете гулять по улице,

0:12:56.650,0:13:02.994
конечно, восхищайтесь важностью солнца[br]для самой жизни на земле,

0:13:03.018,0:13:07.694
но не забывайте, что и остальному небу[br]есть что нам предложить.

0:13:08.533,0:13:09.684
Спасибо.

0:13:09.708,0:13:13.818
(Аплодисменты)