Учение В.И. Вернадского о биосфере

      Решающее  отличие живого вещества от косного  заключается в следующем:

• изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;
• в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно";
• только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч.Дарвина (1859 г.);
• живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.

      В.И.Вернадский высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды.²

      Для подтверждения своей мысли он ссылается на непрерывный рост центральной нервной системы животных и ее значение в биосфере, а также на особую организованность самой биосферы. По его мнению, в упрощенной модели эту организованность можно выразить так, что ни одна из точек биосферы "не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше” ³. В современных терминах это явление можно описать как необратимость изменений, которые присущи любому процессу эволюции и развития.

      Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на природные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные воды и т. д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распространяется и переходит на всю биосферу.

      Поскольку эволюция и возникновение новых  видов предполагают существование  своего начала, постольку закономерно  возникает вопрос: а есть ли такое  начало у жизни? Если есть, то где его искать – на Земле или в Космосе? Может ли возникнуть живое из неживого?

      Над этими вопросами на протяжении столетий задумывались многие религиозные деятели, представители искусства, философы и ученые. В.И.Вернадский подробно рассматривает  наиболее интересные точки зрения, которые выдвигались выдающимися мыслителями разных эпох, и приходит к выводу, что никакого убедительного ответа на эти вопросы пока не существует. Сам он как ученый вначале придерживался эмпирического подхода к решению указанных вопросов, когда утверждал, что многочисленные попытки обнаружить в древних геологических слоях Земли следы присутствия каких-либо переходных форм жизни не увенчались успехом. Во всяком случае некоторые останки жизни были обнаружены даже в докембрийских слоях, насчитывающих 600 миллионов лет. Эти отрицательные результаты, по мнению В.И.Вернадского, дают возможность высказать предположение, что жизнь как материя и энергия существует во Вселенной вечно и поэтому не имеет своего начала. Но такое предположение есть не больше, чем эмпирическое обобщение, основанное на том, что следы живого вещества до сих пор не обнаружены в земных слоях. Чтобы стать научной гипотезой, оно должно быть согласовано с другими результатами научного познания, в том числе и с более широкими концепциями естествознания и философии. Во всяком случае нельзя не считаться со взглядами тех натуралистов и философов, которые защищали тезис о возникновении живой материи из неживой, а в настоящее время даже выдвигают достаточно обоснованные гипотезы и модели происхождения жизни.

      Предположения относительно абиогенного, или неорганического, происхождении жизни делались неоднократно еще в античную эпоху, например, Аристотелем, который допускал возможность возникновения  мелких организмов из неорганического вещества. С возникновением экспериментального естествознания и появлением таких наук, как геология, палеонтология и биология, такая точка зрения подверглась критике как не обоснованная эмпирическими фактами. Еще во второй половине XVII в. широкое распространение получил принцип, провозглашенный известным флорентийским врачом и натуралистом Ф.Реди, что все живое возникает из живого. Утверждению этого принципа содействовали исследования знаменитого английского физиолога Уильяма Гарвея (1578 – 1657), который считал, что всякое животное происходит из яйца, хотя он и допускал возможность возникновения жизни абиогенным путем.

      В дальнейшем, по мере проникновения  физико-химических методов в биологические  исследования снова и все настойчивее  стали выдвигаться гипотезы об абиогенном происхождении жизни. Выше мы уже говорили о химической эволюции как предпосылке возникновения предбиотической, или предбиологической, стадии возникновения жизни. С указанными результатами не мог не считаться В.И. Вернадский, и поэтому его взгляды по этим вопросам не оставались неизменными, но, опираясь на почву точно установленных фактов, он не допускал ни божественного вмешательства, ни земного происхождения жизни. Он перенес возникновение жизни за пределы Земли, а также допускал возможность ее появлении в биосфере при определенных условиях. Он писал: “Принцип Реди... не указывает на невозможность абиогенеза вне биосферы или при установлении наличия в биосфере (теперь или раньше) физико-химических явлений, не принятых при научном определении этой формы организованности земной оболочки.” ⁴

      Несмотря  на некоторые противоречия, учение Вернадского о биосфере представляет собой новый крупный шаг в  понимании не только живой природы, но и ее неразрывной связи с  исторической деятельностью человечества.

Переход биосферы в ноосферу 

      Научное знание – проявление ноосферы, которая, в  свою очередь, является геологически новым  состоянием биосферы, вызванным знанием. В ходе истории Homo Sapiens создает новую форму культурной биогеохимической энергии и связанную с ней ноосферу. 

      Все науки (гуманитарные, естественные и  пр.) являются областями знания, максимально  доступного научному мышлению человека. Здесь сосредотачивается огромное количество научно устанавливаемых  и систематизируемых фактов, число  которых растет с каждым днем.

      В частности, научные дисциплины о  строении орудия научного познания неразрывно связаны с биосферой, могут быть научно рассматриваемы как геологический  фактор, как проявление ее организованности. Они обусловливают поиск основных законов человеческого научного познания, той силы, которая превратила в нашу геологическую эпоху, охваченную человеком биосферу в естественное тело, новое по своим геологическим и биологическим процессам – в новое ее состояние, в ноосферу.

      Таким образом, биосфера является основной областью научного знания, хотя только теперь мы подходим к ее научному выделению из окружающей нас реальности.

      Натуралисты, к которым относится и Вернадский, считали, что природа не бесформенна, как это веками считалось, а имеет определенное, очень точно ограниченное строение. Вернадский считал, что это «строение» не есть механизм и не есть что-нибудь неподвижное. Это – динамическое, вечно изменчивое, подвижное, в каждый момент меняющееся и никогда не возвращающееся к прежнему образу равновесия. Ближе всего к нему живой организм, отличающийся, однако, от него физико-геометрическим состоянием своего пространства. Пространство биосферы физико-геометрически неоднородно. Вернадский считал, что удобно определить это строение особым понятием «организованность».

      Живая природа является основной чертой проявления биосферы, она резко отличает ее тем самым от других земных оболочек. Строение биосферы прежде всего и  больше всего характеризуется жизнью.

      Культурная  биогеохимическая энергия, определение которой было дано выше, создает в настоящее время ноосферу. Она связана с психической деятельностью организмов, с развитием мозга в высших проявлениях жизни и сказывается в форме, производящей переход биосферы в ноосферу только с появлением разума. Его проявление у предков человека вырабатывалось в течение многих сотен лет, но стать геологической силой смогло только сейчас, когда человек охватил своею жизнью и культурой всю биосферу.

      Как любой натуралист, Вернадский считает, что войны следует рассматривать как единый большой земной геологический, а не только исторический процесс. Следует отметить, что первая мировая война 1914-1918 гг. сыграла очень важную роль в научной работе Вернадского. Она в корне изменила его геологическое миропонимание. Вернадский подошел в геологии к новому пониманию природы – к геохимическому и биогеохимическому, охватывающему и косную и живую природу с одной и той же точки зрения.

      Человек и все человечество неразрывно связаны  с биосферой – с определенной частью планеты, на которой они живут. Они геологически закономерно связаны с ее материально-энергетической структурой. Ни один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится. Все эти организмы неразрывно и непрерывно связаны – прежде всего питанием и дыханием – с окружающей их материально-энергетической средой. Вне ее в природных условиях они существовать не могут.

      В нашем столетии биосфера получает совершенно новое понимание. Она выявляется как планетарное явление космического характера.

     Для биогеохимии особый интерес представляет проблема о космической жизни. Ее впервые выдвинул Христиан Гюйгенс (1629-1695) в своей книге «Космотеорос». По Гюйгенсу, жизнь есть космическое явление, в чем-то резко отличное от косной материи.

     Вернадский  полагал жизнь космическим явлением. На этом основании его иногда считают сторонником гипотезы панспермии С.Аррениуса, тем более что он состоял с ним в переписке. Это утверждение ошибочно. Из всего учения Вернадского следует, что феномен жизни, возникновение живого вещества он считал естественным этапом развития материи. «Жизнь... – писал Вернадский, – является не случайным явлением в мировой эволюции, но тесно с ним связанным следствием».

     Гипотеза  о том, что жизнь явление  космическое, имеет очевидное подтверждение: жизнь существует на космическом  теле –планете Земля. Вернадский был первым из ученых-естественников, который понял космическое, может быть, даже космогоническое значение факта возникновения жизни на Земле и начал систематическое исследование ее влияния на развитие планеты, представляя жизнь «буфером» между космосом и «косным», то есть неживым веществом Земли, буфером, способным использовать космическую энергию для преобразования планетарного вещества. Таким образом, жизнь становится катализатором процесса развития! Он не ставил вопроса о том, каким образом на Земле возникла жизнь. Механизм панспермии мог быть лишь одной из возможных причин ее появления.

     По  Вернадскому, наша планета и космос представляются ныне как единая система, в которой жизнь, живое вещество связывают в единое целое процессы, протекающие на Земле, с процессами космического происхождения. На протяжении всей истории Земли количество живого вещества в биосфере согласно оценкам Вернадского было практически постоянным. За счет энергии Солнца возникли так называемые геохимические циклы, или круговорот веществ в природе, в который вовлекались все новые и новые массы первичной материи. Начали возникать толщи осадочных пород, которые преобразовывались затем геологическими и геохимическими процессами.

     Эта грандиозная картина общепланетарного развития включала в себя и появление человека – носителя Разума, который еще раз многократно ускорил все процессы, протекающие на планете. Породив Человека, Природа «избрала» еще один могучий катализатор мирового процесса развития.

     Живое вещество по весу составляет ничтожную  часть планеты. По-видимому, это наблюдается в течение всего геологического времени, т.е. геологически вечно. Вне биосферы его нет. Оно закономерно изменяется морфологически. История живого вещества в ходе времени выражается в медленном изменении форм жизни, форм живых организмов, генетически между собой непрерывно связанных, от одного поколения к другому без перерыва. В конце концов, эта мысль вылилась в учение об эволюции видов – растений и животных, в том числе и человека. Автором этого учения был всем известный Ч.Дарвин (1809-1882).

     Эволюционный  процесс присущ только живому веществу. В косном веществе нашей планеты  нет его проявления.

     Младшие современники Ч.Дарвина – Д.Дана (1813-1895) и Д.Ле-Конт (1823-1901), оба геологи, еще до 1859 г. выявили эмпирическое обобщение, которое показывало, что эволюция живого вещества идет в определенном направлении. Это явление было названо Дана «цефализацией», а Ле-Контом «психозойской эрой».

     Однако, представления о направленности эволюционного процесса были высказаны  еще раньше Бюффоном (1707-1788), который говорил о царстве человека, в котором он живет, основываясь на геологическом знании человека. Но эволюционная идея была ему чужда. Той же точки зрения придерживался и Л.Агассиц (1807-1873), введший в науку идею о ледниковом периоде. Он считал, что геологически наступило царство человека, но высказывался против эволюционной теории из-за религиозных предрассудков.

     К концу своей жизни Дана пришел к дарвиновскому пониманию эволюции и разница между «цефализацией» и «психозойской эрой» исчезла.