В.И.Вернадский: начало и вечность жизни на земле

 

 

 

2. Учение В.И.Вернадского о биосфере

 

«Эволюция видов, приводящая к созданию форм, устойчивых в биосфере, должна идти в направлении, увеличивающем проявление биогенной миграции атомов в биосфере», - этот биогеохимический принцип Вернадского утверждает высокую приспосабливаемость живого вещества, пластичность, изменчивость во времени. Живое вещество «приучалось» полнее использовать химические элементы, вовлекая их в круговорот биогенной миграции. Когда более полумиллиарда лет назад появились морские беспозвоночные, имеющие кальциевый наружный скелет, резко усилилась миграция атомов и некоторых соединений кальция. Скелет позвоночных стал фактором усиления миграции атомов фосфора, фтора. Наземная растительность резко активизировала в каменноугольную эпоху круговорот углерода. В земной коре сохраняются свидетельства вспышек, волн жизни в виде скоплений биогенных карбонатов, горючих сланцев, угля, нефти, писчего мела и других минеральных образований, связанных с деятельностью живого вещества, с проявлением организации биосферы.

В своих работах Вернадский не ограничился общим описанием  биосферы и выяснением ее общих закономерностей. Он провел и частные, детальные исследования, выразив в формулах и цифрах активность живого вещества, а также проследив  судьбу некоторых химических элементов  в биосфере. Он показал место биосферы в системе других геосфер планеты.

Учению Вернадского о  биосфере суждено было стать ключевой, центральной концепцией современного естествознания. Центральным же пунктом изучения в теории Вернадского является понятие о живом веществе, т.е. совокупности всех живых организмов. Кроме живого вещества Вернадский выделял еще косное вещество (воздух, вода, минералы), а между живым и косным веществами находятся биокосные вещества (остатки живых организмов, например, навоз).

Отличия живого вещества от косного заключаются в следующем:

1. изменения и процессы в живом веществе происходят быстрее, чем в косных телах, поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического времени, а в неживых телах геологического времени. 1 секунда геологического времени = 100 тысяч лет исторического;
2. в живых организмах существует непрерывный ток атомов: из живых в неживое, и наоборот;
3. только в живых организмах происходят качественные изменения в ходе геологического времени, т.е. эволюция;
4. живые организмы изменяются в зависимости от окружающей среды.

Вернадский выдвинул предположение, что живые организмы сами по себе эволюционируют. Он поставил вопрос: «Есть ли у жизни начало?», на который он отвечает в поддерживаемой им концепции вечной жизни о том, что Земля существует вечно, и поэтому жизнь на ней не имеет начала.

Согласно данной теории биосфера выполняет несколько функций:

1. кислородная, т.к. часть биосферы выделяет кислород;
2. почвообразующая;
3. хемосинтезирующая – синтез органических веществ из неорганических, возможный только в бактериях (например, только бактерии способны аккумулировать азот из воздуха);
4. круговорот веществ (атомов) в природе, в котором участвует вся атмосфера в целом;
5. структурная – некоторые живые организмы способны изменять облик Земли и т.д.

По Вернадскому работа живого вещества в биосфере может  быть выражена в двух основных формах:

• химическая или биохимическая (I род геологической деятельности);
• механическая (II род геологической деятельности).

I род геологической деятельности проявляется в обмене веществ внутри живых организмов, в результате которого происходит постоянных кругооборот атомов. При этом большое значение имеет количество пропускаемых веществ через тот или иной живой организм. По некоторым данным установлено, что через организм человека за всю его жизнь проходит около: 75 т воды, 17 т углеводов, 2,5 т белка, 1,5 т жира.

II род геологической деятельности проявляется только в тех экосистемах, где хорошо развит почвенный покров, который позволяет создавать норы, укрытия, т.е. разрыхлять почву.

Вернадский для понимания  работы живого вещества в биосфере ввел 3 биогеохимических принципа:

1. биогенная миграция атомов всегда стремится к максимальному значению. Это выражается в способности некоторых живых организмов неограниченно размножаться;
2. эволюция видов в ходе геологического времени ведет к образованию таких организмов, которые увеличивают миграцию атомов;
3. заселение планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества.

С появлением человека, по учению Вернадского, биосфера переходит  в качественно новую сферу  – ноосферу, т.е. сферу человеческого  разума. Для этого должны быть выполнены следующие условия:

1. заселение человеком всей планеты;
2. резкое преобразование средств связи и обмена между странами;
3. усиление связей, в т.ч. политических, между всеми странами;
4. начало преобладания роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в земной коре;
5. расширение границ биосферы и выход в космос;
6. открытие новых источников энергии;
7. равенство людей всех рас и религий;
8. увеличение роли народных масс в решении вопросов внутренней и внешней политики;
9. свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений, а также создание в государстве благоприятных условий для свободного развития научной мысли;
10. продуманная система народного образования и повышения благосостояния трудящихся; создание реальной возможности не допустить голода, нищеты;
11. разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности;
12. исключение войн из жизни общества - это условие В.И.Вернадский считал чрезвычайно важным для создания и существования ноосферы.

Процесс образования ноосферы постепенный, и, вероятно, никогда нельзя будет точно указать год или  даже десятилетие, с которого переход  биосферы в ноосферу можно будет  считать завершённым.

В настоящее время учение о биосфере особенно популярно среди  экологов и географов, подчас даже считается, что наиболее полная, всесторонняя концепция биосферы разработана  представителями этих наук. При этом иногда забывается, что биосфера охватывает иные, более значительные масштабы пространства (вся приповерхностная часть планеты, а не ее отдельные  детали) и времени (вся геологическая  история Земли, а не только ее отдельные  периоды или современность). В  этих масштабах наиболее существенно  проявляется геологические закономерности, связывающие воедино деятельность живого вещества, организацию биосферы и динамику геосфер, среди которых земной коре принадлежит особая и очень важная роль аккумулятора и трансформатора солнечной и биохимической энергии.

Тем более это важно помнить, анализируя геологическую деятельность человечества, преобразующего биосферу. Для познания биосферы и ноосферы (или техносферы, где проявляется человеческий разум и осуществляются человеком технические преобразования) наиболее оправдан и можно сказать, фундаментален геологический подход, прежде всего геохимический, предложенный Вернадским и лежащий в основе его учения, обобщающего другие более частные концепции биосферы, Не случайно известный американский ученый Дж.Хатчинсон подчеркнул: «Концепция биосферы, которую мы принимаем сейчас, в основном опирается на идеи Вернадского...»

Кроме того, Вернадский связал учение о биосфере с деятельностью человека не только геологической, но и вообще с многообразными проявлениями человеческой личности и человеческого общества: «В сущности человек, являясь частью биосферы, только по сравнению с наблюдаемыми на ней явлениями может судить о мироздании. Он висит в тонкой пленке биосферы и лишь мыслью проникает вверх и вниз. Все мы, люди, - неразрывная часть живого вещества, приобщенная к его бессмертию, необходимая часть планеты, и космоса, продолжатели деятельности жизни, дети Солнца».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Вернадский о переходе биосферы в ноосферу: прогноз и реальность.

 

       В   книге  "Научная  мысль   как   планетное   явление"   В.И.Вернадский анализирует  геологическую   историю  Земли  и  утверждает,  что  наблюдается переход биосферы  в  новое  состояние  -  в  ноосферу  под  действием   новой геологической силы, научной  мысли человечества. Однако в  трудах  Вернадского нет  законченного  и  непротиворечивого  толкования  сущности   материальной ноосферы  как преобразованной биосферы. В  одних случаях он писал   о  ноосфере в будущем времени  (она еще не наступила), в других  в настоящем (мы входим  в  неё),  а  иногда  связывал  формирование  ноосферы  с   появлением   человека разумного  или  с  возникновением  промышленного   производства.  Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия  выживания?  Труды В.И.Вернадского   позволяют  более  обоснованно   ответить   на   поставленный  вопрос, поскольку в них  указан  ряд  конкретных  условий,  необходимых   для становления и существования  ноосферы.:

     1. Заселение  человеком всей планеты.

     2. Резко   преобразование средств связи и обмена между странами.

     3.Усиление  связей, в том числе политических, между всеми странами Земли.

     4.Начало преобладания  геологической роли человека  над  другими  геологическими  процессами, протекающими в биосфере.

     5. Расширение  границ биосферы и выход в  космос.

     6. Открытие  новых источников энергии.

     7. Равенство  людей всех рас и религий.

8.Увеличение роли народных  масс  в  решении  вопросов  внешней  и  внутренней политики.

9.Свобода  научной   мысли  и  научного  искания   от   давления   религиозных,  философских и политических построений  и  создание  в  государственном   строе условий, благоприятных  для свободной научной мысли. 

10.Продуманная  система   народного   образования   и   подъём   благосостояния трудящихся.

11.Создание реальной  возможности не допустить недоедания  и  голода, нищеты и чрезвычайно  ослабить болезни. Разумное  преобразование  первичной  природы  Земли   с  целью   сделать   её  способной  удовлетворить   все   материальные,   эстетические   и   духовные потребности численно  возрастающего населения.    

12. Исключение войн из  жизни общества.     

 Насколько выполняются  эти  условия  в  современном   мире  и остановимся более подробно на некоторых из них.

      1.Заселение  человеком всей планеты.

      Это условие  выполнено. На Земле не осталось  мест, где  не  ступала  бы  нога человека. Он обосновался  даже в Антарктиде.

     

2. Резкое преобразование  средств связи и обмена между странами.      Это условие  также  можно  считать  выполненным.  С  помощью  радио  и телевидения мы моментально узнаём о событиях в  любой  точке  земного  шара. Средства коммуникации  постоянно  совершенствуются,  ускоряются,  появляются такие возможности, о которых недавно трудно было мечтать. И здесь нельзя  не вспомнить пророческих слов Вернадского: "Этот процесс  -  полного  заселения биосферы человеком - обусловлен  ходом  истории  научной  мысли,  неразрывно связан  со  скоростью  сношений,  с   успехами   техники   передвижения,   с возможностью мгновенной передачи  мысли,  её  одновременного  обсуждения  на всей планете.". До  недавнего   времени   средства   телекоммуникации   ограничивались телеграфом,  телефоном,  радио  и  телевидением,   о   которых   писал   ещё Вернадский. Имелась возможность передавать данные  от  одного  компьютера  к другому при помощи модема, подключенного к телефонной  линии,  документы  на бумаге передавались с помощью факсимильных  аппаратов.  Только  в  последние годы развитие глобальной  телекоммуникационной  компьютерной  сети  Internet стало началом настоящей революции в человеческой цивилизации,  которая входит сейчас в эру информации.       В 1968 году Министерство  Обороны США озаботилось связью  множества своих компьютеров в специальную сеть,  которая должна  была  способствовать научным исследованиям в военно-промышленной сфере. Изначально  к этой  сети было предъявлено требование устойчивости  к частичным повреждениям:  любая часть сети может исчезнуть в любой момент. И в этих условиях  всегда  должно было  быть  возможным установить  связь между   компьютером-источником   и компьютером-приёмником информации (станцией назначения).       Разработка проекта такой сети и его осуществление было поручено ARPA - Advanced  Research  Projects  Agency  -  Управлению  передовых исследований Министерства Обороны. Через пять лет напряжённой работы  такая сеть  была создана и получила название ARPAnet. В течение первых десяти лет развитие компьютерных сетей шло незаметно - их услугами пользовались только специалисты по  вычислительной  и  военной технике. Но с развитием локальных сетей, объединяющих компьютеры в  пределах одной  какой-либо  организации,  появилась   потребность   связать   воедино локальные сети  различных  организаций.  Время  от  времени  предпринимались попытки использовать для  этого  уже  готовую  сеть  ARPAnet,  но  бюрократы Министерства Обороны были против. Жизнь требовала быстрых решений,  поэтому за основу будущей сети сетей Internet была взята структура уже существующей сети  ARPAnet.  В 1973  году   было   организовано   первое   международное подключение - к сети подключились Англия и Норвегия. Однако причиной  начала взрывного роста сети Internet в конце 80-х годов стали усилия NSF  (National Science Foundation - Национальный научный фонд США) и других  академических организаций и научных фондов всего мира по подключению научных учреждений  к сети.       Рост и развитие  сети  Internet,  совершенствование вычислительной  и коммуникационной техники идёт сейчас подобно тому, как идёт  размножение и эволюция  живых организмов.  На  это в   своё   время   обратил   внимание В.И.Вернадский: "Со скоростью, сравнимой скоростью размножения,  выражаемой геометрической прогрессией в ходе времени, создается этим путём в биосфере всё растущее множество новых для неё косных природных тел и новых больших природных явлений.".  " Ход научной мысли,  например,  в создании машин,  как давно замечено,   совершенно   аналогичен   ходу   размножения организмов.". Если  раньше  сетью пользовались  только  исследователи   в   области информатики, государственные служащие и подрядчики,  то  теперь  практически любой желающий может получить доступ к ней.  И здесь мы  видим воплощение мечты В.И.Вернадского о благоприятной среде для развития  научной работы, популяризации научного знания, об интернациональности науки.  Действительно, если раньше людей разделяли границы и огромные  расстояния,  то  теперь, возможно, только языковой  барьер.  "Всякий  научный факт,  всякое  научное наблюдение, - писал Вернадский, - где бы и кем бы  они ни  были  сделаны, поступают в единый научный аппарат, в нём классифицируются  и приводятся  к единой форме, сразу становятся общим достоянием для критики,  размышлений и научной работы.". Но если раньше для того, чтобы вышла в свет научная работа, чтобы научная мысль стала известной миру, требовались годы, то сейчас любой учёный, имеющий доступ к сети  Internet,  может представить свой труд, например, в виде так называемой WWW странички на обозрение всем пользователям сети, причём не  только текст статьи и рисунки (как  на  бумаге),  но  и  подвижные  иллюстрации,  а иногда  и  звуковое  сопровождение.  В.И.Вернадский писал: "Скоро можно будет  сделать  видными  для всех события, происходящие за тысячи километров". Можно  считать, что и это предсказание Вернадского сбылось.

3. Усиление связей, в  том числе политических, между  всеми странами Земли.       Это условие можно  считать   если  не  выполненным,  то  выполняющимся.  Возникшая после второй мировой  войны Организация  Объединённых  наций  (ООН) оказалась  гораздо   более  устойчивой  и  действенной,   чем   Лига   наций, существовавшая  в Женеве с 1919 г. по 1946 г.     

4.  Начало  преобладания   геологической   роли   человека   над   другими геологическими  процессами, протекающими в биосфере.   Это условие также можно считать  выполненным, хотя именно  преобладание  геологической роли человека  в ряде случаев привело к   тяжёлым  экологическим последствиям. Объём горных пород, извлекаемых  из глубин Земли всеми  шахтами  и карьерами мира, сейчас почти  в два раза  превышает  средний   объём  лав  и пеплов, выносимых  ежегодно всеми вулканами Земли.    

  5. Расширение границ  биосферы и выход в космос.      В работах последнего  десятилетия   В.И.Вернадский  не  считал  границы  биосферы постоянными. Он  подчёркивал   расширение  их  в  прошлом   как  итог выхода живого  вещества на сушу,  появления   высокоствольной  растительности, летающих насекомых, а позднее  летающих ящеров и птиц. В процессе  перехода  в ноосферу границы  биосферы должны  расширяться,  а  человек  должен  выйти   в космос. Эти предсказания сбылись.

      6. Открытие  новых источников энергии.       Условие выполнено, но,  к   сожалению,  с  трагическими  последствиями. Атомная энергия  давно освоена и в мирных, и  в  военных  целях.  Человечество (а точнее политики) явно не  готово ограничиться мирными  целями,  более  того - атомная  (ядерная) сила вошла в наш  век прежде всего как военное средство и   средство   устрашения   противостоящих   ядерных   держав.   Вопрос   об использовании атомной энергии глубоко волновал  Вернадского ещё   более полувека назад. В предисловии к книге "Очерки и речи" он  пророчески  писал: "Недалеко время, когда человек получит в свои руки  атомную энергию,  такой источник силы, который даст ему возможность строить свою  жизнь,  как он захочет. ...Сумеет ли человек воспользоваться этой силой,  направить её  на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту  силу, которую неизбежно должна ему дать наука?". Огромный  ядерный потенциал поддерживается чувством взаимного страха и стремлением одной из сторон  к зыбкому превосходству.  Могущество  нового   источника   энергии оказалось сомнительным, он пришёлся не ко времени и попал не в те руки.  Для развития  международного  сотрудничества  в  области  мирного  использования атомной энергии в 1957  году  создано  Международное  Агентство  по  АтомнойЭнергии (МАГАТЭ), объединявшее к 1981 году 111 государств.