Вопрос 2. Биосфера и ноосфера. Учение в.И. Вернадского.

Идеи русского космизма наиболее полно воплотились в учении Владимира Ивановича Вернадского (1863 – 1945) о роли биосферы и особенно ноосферы в истории Земли и Вселенной.

Термин «биосфера» впервые был использован в 1875 г. Э. Зюссом. Под биосферой понимается вся совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами. Однако задолго до этого под другими названиями, в частности «пространство жизни», «картина природы», «живая оболочка Земли», его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями. Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы.

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж. Б. Ламарк. Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов. Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном взаимодействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых.

Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Центральным в концепции биосферы В.И. Вернадского является понятие о живом веществе, которое он определяет как совокупность живых организмов. Два главных компонента биосферы — живые организмы и среда их обитания — непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном органическом единстве, образуя целостную динамическую систему. Биосфера как глобальная суперсистема в свою очередь состоит из ряда подсистем.

Многообразие живых систем поражает воображение. За все время эволюции жизни на Земле существовало колоссальное количество различных видов живых организмов (всего около 500 млн). В настоящее время насчитывается около 1,2 млн видов животных и 0,5 млн видов растений. Минеральных же видов неживой материи (так называемое «косное вещество») насчитывается лишь около 10 тыс.

Отдельные живые организмы не существуют изолированно. В процессе своей жизнедеятельности они соединяются в различные системы (сообщества), например в популяции. В ходе эволюции образуется другой, качественно новый уровень живых систем, так называемые биоценозы — совокупность растений, животных и микроорганизмов в локальной среде обитания.

Эволюция жизни постепенно приводит к росту и углублению дифференциации внутри биосферы. В совокупности с окружающей средой обитания, обмениваясь с ней веществом и энергией, биоценозы образуют новые системы — биогеоценозы или, как их еще называют, экосистемы. Они могут быть разного масштаба: море, озеро, лес, роща и т.д. Биогеоценоз представляет собой естественную модель биосферы в миниатюре, включающую в себя все звенья биотического круговорота: от зеленых растений, создающих органическое вещество, до их потребителей, в итоге превращающих его вновь в минеральные элементы. Иначе говоря, биогеоценоз является элементарной ячейкой биосферы. Таким образом, в совокупности все живые организмы и экосистемы образуют суперсистему — биосферу.

Говоря о принципах существования биосферы, В.И. Вернадский, прежде всего, уточнял понятие и способы функционирования живого вещества. Живой организм является неотъемлемой частью земной коры и изменяющим ее агентом, а живое вещество — это совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах. Организмы берут из окружающей среды химические элементы, строящие их тела, и возвращают их после смерти и в процессе жизни в туже самую среду. Тем самым и жизнь, и косное вещество находятся в тесном непрерывном взаимодействии, в круговороте химических элементов. При этом живое вещество служит основным системообразующим фактором и связывает биосферу в единое целое.

Обладая значительно большей активностью, чем неорганическая природа, живые организмы стремятся к постоянному совершенствованию и размножению соответствующих систем, включая биоценозы. Последние, в свою очередь, неизбежно входят во взаимодействия между собой, что в конечном счете уравновешивает живые системы различного уровня. В результате достигается динамическая гармония всей суперсистемы жизни — биосферы.

Современное естествознание в ходе изучения биоценозов вводит новое понятие — «коэволюция», означающее взаимное приспособление видов. Именно коэволюция обеспечивает условия сосуществования и повышения устойчивости биоценоза как системы. Коэволюция является новой перспективной идеей естественных и социальных наук. Ведь в приспособлении (как в природе, так и в обществе) решающую роль играет не борьба за существование, а взаимопомощь, согласованность и «сотрудничество» различных видов, в том числе и не связанных между собой генетическими узами.

Развитие биосферы происходит путем углубления взаимодействия живых организмов и среды. В ходе эволюции постепенно происходит процесс планетарной интеграции, т.е. усиления и развития взаимозависимости и взаимодействия живого и неживого. Процесс интеграции В.И. Вернадский считал сущностной характеристикой биосферы. Несмотря на всю свою противоречивость, развитие биосферы является фактором планетарного масштаба и означает прогрессирующее овладение жизнью всей планеты. Существование жизни на Земле коренным образом изменило облик планеты и его составляющие — ландшафт, климат, температуру Земли и т.д.

Появление человека как "homo sapiens" (человека разумного) в свою очередь качественным образом изменило не только биосферу, но и результаты ее планетарного влияния. Постепенно стал происходить переход от простого биологического приспособления живых организмов к разумному поведению и целенаправленному изменению окружающей природной среды разумными существами. Это воздействие обнаруживается, прежде всего, в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы.

Геосфера сама по себе в целом пассивно реагирует на вмешательство человека, а живое вещество активно приспосабливается к новым условиям существования и присутствию в природе человека. Так, многократно возросла устойчивость и невосприимчивость многих насекомых и грызунов к ядам, применяемым людьми. Появляются мутационные или измененные виды и популяции, приспособленные к техногенной и загрязненной среде обитания. Многие виды животных меняют формы своего существования, адаптируются к жизни по соседству с человеком.

Человек как особая форма жизни и существо, обладающее разумом, вносит принципиально новые элементы во взаимоотношения с природой. Он выступает как автономная целостность внутри биосферы. Живое вещество, преобразуя косное и взаимодействуя с ним, создает биосферу. Аналогично человек, преобразуя биосферу, создает техносферу. Но если при формировании биосферы все биоценозы лишь поддерживают системную целостность путем обмена веществом и энергией, то человек, помимо этих функций, в первую очередь производит овеществление природы, создавая новые искусственные предметы.

Однако далеко не все творения человека находятся в гармонии с окружающей действительностью. И если живые организмы, созданные человеком, в большинстве своем вписываются в общую систему природы, то этого никак нельзя сказать о других предметах, созданных им: зданиях, сооружениях и т.п. Кроме того, сделанное человеком, как правило, не способствует созданию новых запасов энергии. Бесконечное же истребление полезных ископаемых и живого вещества ставит на грань катастрофы само существование не только разумной жизни, но и жизни как таковой.

Опираясь на идеи Вернадского о биохимической основе биосферы, французский математик и философ Эдуард Леруа (1870 – 1954) ввел в 1927 г. понятие ноосфера, или сфера разума, для характеристики современной геологической стадии развития биосферы. Его позицию разделял также крупнейший французский геолог и палеонтолог Пьер Тейяр де Шарден (1881 – 1955), впоследствии в своем труде «Феномен человека» определявший ноосферу как одну из стадий эволюции мира. Признавая, что эта стадия, как и сам человек, является результатом тысячелетней истории развития органического мира, он считал движущей силой эволюции целеустремленное сознание («ортогенез»). В работах Тейяра де Шардена ноосфера осмысливалась как чисто духовное явление.

Пьер Тейяр де Шарден: ноосфера, «... действительно новый покров, «мыслящий пласт», который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается с тех пор над миром растений и животных — вне биосферы и над ней».

В работах Вернадского ноосфера рассматривалась как качественно новый этап эволюции биосферы, обусловленный историческим развитием человечества, его трудом и разумом. Созревание этапа ноосферы, по мнению В.И. Вернадского, связано со многими параметрами: планетарным характером человеческого бытия и единством человеческого рода; соизмеримостью человеческой деятельности по преобразованию природы земной поверхности с геологическими процессами, развитием демократических форм человеческого общежития; небывалым расцветом (своего рода «взрывом») науки и техники.

Владимир Иванович Вернадский: «Человек своим трудом — и своим сознательным отношением к жизни — перерабатывает земную оболочку — геологическую область жизни, биосферу. Он переводит ее в новое геологическое состояние: его трудом и сознанием биосфера переходит в ноосферу».

Ноосфера — это сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которого разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития. Ноосфера — новая, высшая и последняя стадия биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, начинает оказывать определяющее влияние на ход процессов в охваченной его воздействием сфере Земли, впоследствии и в околоземном пространстве.

В основу учения о ноосфере легло уникальное учение В.И. Вернадского о биосфере, базирующееся, в свою очередь, на роли и месте на Земле живого вещества. Живое вещество — это совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах и соответственно различающихся массой, химическим составом и энергией. Опираясь на достижения науки, он подчеркивает два объективных факта. Первым фактом являются то, что живой организм - неотъемлемая часть земной коры и агент, ее изменяющий. Вот почему «явления жизни и явления мертвой природы, взятые с геологической, т.е. планетарной, точки зрения, является проявлением единого процесса».

Вторым таким же объективным фактом является резкое различие живого и неживого, отсутствие переходов между ними. Вот эта противоположность живого и косного вещества и в то же время их органическое взаимодействие в планетарном круговороте и образуют исходное противоречие, которое Вернадский считает необходимым разрешить.

Раскрывая смысл понятий живого и косного вещества и стремясь разрешить указанное противоречие, Вернадский формирует две аксиомы:

1) организмы берут все химические элементы, строящие их тела, из окружающей среды и возвращают их после смерти или при жизни в ту же среду;

2) без небесных светил, в частности без Солнца, жизнь на Земле не может существовать.

Он конкретизирует взаимодействие жизни и косного вещества, состоящее в непрерывном круговороте химических элементов: биосфера как «земной и космический организм» связывается в единое целое живых организмов. Именно организмы являются трансформаторами, которые переводят космические излучения в действенную земную энергию — являются носителями и создателями свободной энергии в таком масштабе, что она охватывает всю биосферу и определяет в основном всю ее историю.

В связи с возникновением человеческой жизни в биосфере появляется качественно новый фактор. Если живые организмы своим размножением, трофическими (пищевыми) цепями взаимодействуют с косной средой и на основе этого осуществляют трансформацию вещества и энергии, биосферы, то человек включается в биосферные связи на основе трудовой деятельности. Поэтому не непосредственно своим природным телом, что характерно для живого вещества, а социальной формой движения материи, материальным производством воздействует человек на биосферный процесс.

Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Вернадский в своих работах раскрывает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии человечества. Это позволяет понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу.

Вернадский неоднократно подчеркивал усиливающееся, по мере исторического развития человечества, влияние его на среду обитания. Первоначально в силу неразвитости общественных производительных сил в основном господствовало отношение первобытного, формирующегося человека к биосфере. Человек находил в природе готовые жизненные средства, и его деятельность в виде собирательства и охоты полностью опиралась на биосферную «технологию». Лишь в связи с переходом от собирательства к производству возникнет качественно новая форма отношения человека к биосфере. Появляется обмен веществ между человеком и биосферой, обусловленный материальным производством. Здесь человек выделяет себя из природы и, как отмечал В.И. Вернадский, начинает создавать культурную биогеохимическую энергию (земледелие, скотоводство).

С историческим развитием меняется масштаб и характер тех естественных условий, с которыми связан человек. Если первоначально использовалось богатство растительной и животной жизни, то в дальнейшем на первое место выдвигаются природные факторы косной среды, являющиеся основой для развития средств труда. Воздействие общества на биосферу осуществляется на основе развития материального производства и существенно меняется от одной технологической эпохи к другой. Тем самым общество становится в биосфере, т.е. в верхней оболочке нашей планеты, единственным в своем роде агентом, могущество которого растет с ходом времени со все увеличивающейся быстротой. Оно одно изменяет новым образом и с возрастающей быстротой структуру самих основ биосферы.

B своих трудах В.И. Вернадский, обосновывая свою точку зрения на развитие нашей планеты, указал несколько оценочных критериев, по которым можно определить, наступление новой эпохи — ноосферы.

1. Заселение человеком всей планеты. Это условие выполнено.Тайга Западной Сибири (в настоящее время) усеяна линиями дорог, нефте - и газопроводов, городами и поселками нефтяников. Тайга Восточной Сибири таким же образом освоена искателями и добытчиками алмазов, а арктические пустыни Магаданской области, — искателями и добытчиками золота. Знойные пустыни Сахары и Саудовской Аравии стали местом поисков и разработки крупных нефтяных и газовых месторождений. Антарктида покрыта сетью созданных разными странами постоянно действующих станций. Самая крупная из них — станция Амундсена – Скотта (США) — расположена как раз на Южном полюсе. На земле действительно не осталось мест, не подвергшихся в той или иной степени человеческому воздействию.

2. Резкое преобразование средств связи и обмена между разными странами. В самом деле, с помощью радио, телевидения, Интернет мы моментально узнаем о событиях в любой точке земного шара.

3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми государствами Земли. Это условие можно считать если не выполненным, то выполняющимся. Возникшая после Второй мировой войны Организация Объединённых Наций (ООН) оказалось гораздо более устойчивой, чем Лига Наций, существовавшая в Женеве с 1919 по 1946 г. Помимо активного уяснения в ряде локальных конфликтных ситуаций, свидетелями чего мы являлись в последние годы, ООН создала ряд специальных международных организаций для обеспечения сотрудничества различных государств в различных областях культурной и практической деятельности. Все эти подразделения ООН, равно как и другие международные организации, созданные за последние десятилетия помимо ООН, еще не обеспечивают единства человечества во всех вопросах, однако их деятельность значительно способствовала сближению взглядов народов на пути дальнейшего развития всего человечества.

4. Преобладание 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 тяжким экономическим последствиям. Объем горных пород, извлекаемых из глубин Земли всеми шахтами и карьерами мира, сейчас почти в два раза превышает средний объем лавы и пепла, выносимых ежегодно вулканами Земли. К этому надо добавить более трех миллиардов тонн ежегодно добываемой нефти. Число природных минералов, образовавшихся в разных геосферах Земли при разных давлениях и температурах, не превышает 3500, в то время как число ежегодно создаваемых человеком новых синтетических соединений измеряется многими десятками тысяч. В результате кристаллография за последнее время перестала заниматься природными минералами и вышла из круга наук о Земле.

Человеческая деятельность изменила состав речных, озерных и морских вод, о чем неоднократно писал Вернадский. Она определяет локальные климатические изменения, начавшиеся под влиянием «парникового эффекта», через климат влияет на уровень Мирового океана и на сохранность озонового слоя стратосферы. Действительно, можно сказать, что человечество стало мощным геологическим фактором, влияющим на все процессы, протекающие в биосфере.

5. Расширение границ биосферы и выход в космос. В работах последнего десятилетия своей жизни Вернадский не считал границы биосферы постоянными. Расширение их в прошлом он связывал с выходом вещества на сушу, появлением высокоствольной растительности, летающих насекомых, а позднее летающих ящеров и птиц. Он полагал, что в первой половине XX в. биосфера охватывала всю гидросферу, литосферу до глубин 3 км, на которой в подземных водах и в нефти еще встречаются живые бактерии, и нижнюю часть тропосферы, освоенную насекомыми, птицами, летучими мышами и человеком. В процессе перехода в ноосферу границы биосферы должны были расширяться, а человек должен был выйти в космос.

Эти предсказания сбылись. Человек «прощупал» геофизическими методами Землю вплоть до верхней части ядра, т.е. более чем наполовину ее радиуса, а бурением дошел до 12 км (Кольская сверхглубокая скважина), донеся с такой же глубины ампулы с буровым раствором и микроорганизмы. Вверх от поверхности Земли человек расширил границы биосферы значительно больше. Ракетная техника освоила стратосферу, а в 1961 г. Юрий Гагарин первым покорил ближний космос.

6. Открытие новых источников энергии. Условие выполнено полностью. В августе 1945 г., т.е. в год смерти Вернадского, взрыв атомных бомб над Хиросимой и Нагасаки возвестил об открытии нового источника энергии — энергии атомного распада. Вскоре началось использование этой энергии в мирных целях.

Несколько необычен подход Вернадского к науке. Он рассматривал ее как геологическую и историческую силу, изменяющую биосферу и жизнь человечества. Она является тем основным звеном, посредством которого углубляется единство биосферы и человечества. Особое место Вернадский отводит науке XX столетия. Именно в это время наблюдается ее небывалый расцвет, своего рода взрыв научного творчества.

Владимир Иванович Вернадский: «Биосфера XX столетия превращается в ноосферу, создаваемую, прежде всего ростом науки, научного понимания и основанного на ней социального труда человечества. Необходимо подчеркнуть неразрывную связь ее создания с ростом научной мысли, являющейся первой и необходимой предпосылкой этого создания. Ноосфера может создаваться только при этом условии».

Деятельность самого В.И. Вернадского является примером работы ученого на этапе становления ноосферы. Он осознал необходимость нового мышления в условиях, когда человеческая деятельность приняла общепланетарный характер и стала мощной геологической силой, изменяющей биосферу. В этих условиях, по мнению В.И. Вернадского, человек должен мыслить и действовать в планетном, биосферном масштабе. Особенно это относится к научной работе, к ученому, несущему полную ответственность за судьбу биосферы и за будущее человечества.

Именно с такой, можно сказать, биосферной ответственностью В.И. Вернадский относился к научным открытиям. Уже в самом начале XX в. он видел неизбежность овладения человечеством атомной энергией и ясно сознавал практическую значимость этого. Но вместе с тем он видел и то, что данное открытие может обернуться злом для человечества.

Владимир Иванович Вернадский: «Недалеко то время, когда человек получит возможность строить свою жизнь, как он захочет. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту силу, которую неизбежно должна дать ему наука?»

Доросло ли человечество до создания ноосферы?