Учение Вернадского о биосфере и ноосфере

Введение

«Десятилетиями, целыми столетиями будут изучаться, и углубляться  его гениальные идеи, а в трудах его – открываться новые страницы, служащие источником новых исканий; многим исследователям придется учиться  его острой, упорной и отчеканенной, всегда гениальной, но трудно понимаемой творческой мысли; молодым поколениям он всегда будет служить учителем в науке и ярким образцом плодотворно прожитой жизни».  
Так писал о Вернадском академик А.Е Ферсман. 

Вряд ли мысли Вернадского  всегда трудно понимаемы. Они, скорее, многогранны и глубоки, высказаны своеобразным языком. Читать работы Вернадского могут не только специалисты, но и все, кого интересует история идей, закономерности их развития, а самое главное – жизнь природы.  
Перечень достоинств этого человека можно было бы начать так: чистота души, твердость взглядов, огромная сила воли, могучий разум…

Но лучше воздержаться от хвалебных эпитетов. Довольно их уже было сказано. Они подобно  ярлыкам – красивым, стандартным  – будут скорее скрывать, чем  украшать этого человека. На склоне своих лет Вернадский отметил: «Я никогда не жил одной наукой». Полвека раньше он писал об этом более подробно: «И художественное наслаждение, и высокие формы любви, дружбы, служение свободе – все это связывается с …умственной жизнью».  «Нельзя мысль отвлекать исключительно в сторону личных, мелких делишек, когда кругом стоя густою стеною великие идеалы, когда кругом столько поля для мысли среди гармоничного, широкого, красивого, когда кругом идет гибель, идет борьба за то, что сознательно сочла своим и дорогим наша личность». 

Он мыслил для того, чтобы полнее жить. Занятия наукой были для него средством глубже познать  природу, самого себя, все человечество.  
Он любил и уважал людей – не обобщенный народ, толпу, но человеческую личность; не всех, а каждого. Он верил в великое будущее человечества и стремился приблизить его.

По его собственному признанию, жизнь для него определялась любовью к людям и свободным  исканием истины. 

Что такое биосфера

Что такое биосфера? Каковы ее особенности и закономерности существования? Какое значение имеет учение о биосфере и какие у него перспективы?  
На эти вопросы ответить непросто. Не только потому, что они частично не разработаны до конца. Обилие научных исследований и разработок, посвященных биосфере, создает значительные трудности из-за разноголосицы авторов, произвольных толкований некоторых терминов и понятий, ошибок и упущений. 

Наиболее полная и  глубокая концепция биосферы принадлежит  Владимиру Ивановичу Вернадскому(1863-1945), в учении о биосфере сливаются воедино науки о Земле и биологические науки. Более того, если биосфера – одна из планетарных оболочек (а с этим как будто соглашаются все), познание ее должно проходить, прежде всего, в глобальном масштабе, с позицией общепланетарных, характерных для наук о Земле. 

Конечно, и до Вернадского, и после него высказывались и  высказываются разные идеи о биосфере. Изданы соответствующие труды –  более или менее обстоятельные. И все–таки учение Вернадского о  биосфере продолжает оставаться наиболее цельным, завершенным, основополагающим. Хотя не все ученые и не во всем с ним согласны. В учении о биосфере речь идет о той части нашей планеты, которая пронизана солнечными лучами и жизнью. Биосфера определяет изменчивый и прекрасный облик Земли, соединяет в своем лоне все живое и освещается изнутри светом человеческого разума. Мы всецело принадлежит биосфере – и телом, и духовной жизнью, прошлым и будущим, став органом ее самопознания и преобразования. 

Вернадский первым из ученых понял это. Правда, сам он никогда не утверждал свое первенство. Напротив, постоянно упоминал о своих предшественниках. 

В монографии «Биосфера» Вернадский упомянул имя Ж. Ламарка (а также Окена и Стеффенса) как одного из натуралистов-философов  начала ХIХ века, утверждавших мысль о большой геологической значимости жизнедеятельности организмов. Двадцать лет спустя в статье, посвященной ноосфере (1945 год), Вернадский написал, что понятие «биосфера» (область жизни) «введено было в биологию Ламарком…а в геологию Э. Зюссом…» 

Первыми услышали начала учения о биосфере студенты Сорбонны (Франция), которым Вернадский читал лекции по геохимии в 1923-1924 годах. Эти лекции вдохновили двух молодых ученых – Тейяра де Ле Руа – на глубокие раздумья о сущности человечества и его предначертания в природе. Выборочно восприняв мысли высказанные Вернадским, Ле Руа вскоре издал две свои научно-философские работы. В них он писал о ноосфере (сфера разума), оставив на втором плане идеи о биосфере. 

Идеи Вернадского о  живом веществе и биосфере быстро нашли отклик, но лишь в узком кругу специалистов. Общественный резонанс опоздал  без малого на полвека – случай, не характерный для нашего мобильного научно-технического века. 

Вернадский рассматривал биосферу как особое геологическое  тело, строение и функции которого определяются особенностями Земли (планеты Солнечной системы) и космоса. А живые организмы, популяции, виды и все живое вещество – это формы, уровни организации биосферы. 

Успехи современной  молекулярной биологии, биохимии и  биофизики позволили вскрыть чрезвычайно сложную, подвижную и стройную картину молекулярной организации всего живого. Однако проблемы сущности, происхождения и усложнения организации живых существ во многом еще не разрешены и до сих пор остаются предметом серьезных научных споров. 

В прежние времена  подобные вопросы относились к разряду  сугубо теоретических, возбуждающих благородную  любознательность и желание познать  природу. Теперь, когда человек решительно и многообразно воздействует на организм, живое вещество и всю биосферу, когда появляются сложнейшие кибернетические машины, обладающие немалым сходством не только с живыми, но и с разумными существами, вопросы чистой теории стали причастны к практике, к деятельности человека, направленной на эксплуатацию, преобразование и охрану природы. 

Надо исследовать не только внутреннюю структуру живого вещества, его составные части, но и более крупные структуры: биосферу, взаимодействующие сферы Земли  и земную кору – область былых  биосфер, великую каменную летопись геологической истории, хранилище информации о прошлом Земли, об истории жизни. 

Развивая учение о  биосфере, Вернадский пришел к следующим  выводам (биогеохимическим принципам): 

«Биогенная миграция химических элементов в биосфере стремится к максимальному своему проявлению». Вовлекая неорганическое вещество в «вихрь жизни», биологический круговорот, жизнь способна со временем проникать в ранее недоступные ей области планеты и увеличивать свою геологическую активность. Действительно, палеонтологи, восстанавливая историю живых существ, приводят доказательства увеличения разнообразия видов, появления новых более сложных форм, способствующих еще более полному освоению солнечной энергии, активизации биосферы. 

«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 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, как мы знаем, 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. За последнее время биосферу изучают в разных аспектах – представители многочисленных биологических, географических, геологических наук, а также кибернетики, физики, химики, социологи, философы. И хотя при этом исследователи постоянно ссылаются на идеи Вернадского, это вовсе не мешает порой не только искажать его учение, но и неявно его отвергать, подменяя иными концепциями, собственными гипотезами или теориями. 

Сейчас учение о биосфере особенно популярно среди экологов и географов. И тут очень часто гипертрофируются именно эти – экологический и географический – аспекты. Подчас даже считается, что наиболее полная, всесторонняя концепция биосферы разработана представителями этих наук. Ведь экология занимается изучением взаимосвязей (прежде всего энергетических) между организмами и средой их обитания, а география имеет дело с конкретными ландшафтами Земли, где эти взаимосвязи проявляются. 

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 проявляются 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. 

Особая роль в развитии учения о  биосфере – оболочке Земли, строение и организованность которой обусловлены жизнедеятельностью организмов, - принадлежит В.И. Вернадскому (1960). По его утверждению, биосфера – планетарное явление космического характера. Мысль о жизни как о космическом явлении, пишет Вернадский, существовала уже давно. В конце ХVII в. голландский ученый Х. Гюйгенс в книге «Космотеорос», переведенной в России по инициативе Петра I, сделал следующее научное обобщение: «жизнь есть космическое явление, в чем-то резко отличное от косной материи». Вернадский назвал это обобщение «принципом Гюйгенса». 

После нескольких лет гражданской  войны, полной экономической разрухи, уже с конца 20-х гг. намечается бурный взлет творческой мысли в  России, ведущую роль в котором  играла интеллигенция, сохранившая  свой духовный потенциал и перенесшая его в новое общество. 

В.И. Вернадский в студенческие годы в Петербурге был учеником В.В. Докучаева, которого справедливо называют основоположником современной физической географии. Докучаев первым в конце ХIХ в. отметил присущую географии потребность синтезировать знания частных наук для комплексного изучения природы земной поверхности. 

Вся «Биосфера» Вернадского пронизана  идеей взаимодействия не только земных, но и космических тел и явлений. И главную роль среди них играют живые организмы, «живое вещество» планеты. 

Небольшая книга Вернадского вышла  в свет в 1926 г. Он написал ее в возрасте 63 лет. Понимание идей Вернадского  пришло только в 60-е гг. нашего столетия. Оно крепло по мере осознания человечеством  угрозы экологического кризиса. Решение глобальных экологических проблем невозможно без понимания законов, управляющих живыми организмами в биосфере.  
Определяя биосферу, Вернадский вводит понятие «живое вещество» - совокупность всех живых организмов. Область распространения живого вещества включает нижнюю часть воздушной оболочки (атмосферы), всю водную оболочку (гидросферу) и верхнюю часть твердой оболочки (литосферы). 

Вернадский четко обозначает верхний  и нижний пределы распространения  жизни. Верхний – обуславливается  лучистой энергией, приходящей из космоса, губительной для живых существ. Речь идет о жестком ультрафиолетовом излучении; оно задерживается озоновым экраном, нижняя граница которого проходит на высоте около 15 км: это верхняя граница биосферы.

Для биосферы характерно не только присутствие живого вещество. Она обладает также следующими тремя особенностями: во-первых, в ней в значительном количестве содержится жидкая вода; во-вторых, на нее падает мощный поток солнечной энергии; в-третьих, в биосфере проходят поверхности раздела между веществами, находящимися в трех фазах – твердой, жидкой и газообразной. Все это служит предпосылкой для активного обмена веществом и энергией, в котором большую роль играют организмы. Биосфера – главная арена жизни и хозяйственной деятельности человека. 

 
Учение В.И. Вернадского  о биосфере

По современным представлениям, биосфера – это особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в  непрерывном обмене с этими организмами. 

Эти представления базируются на учении В.И. Вернадского о биосфере, являющимся крупнейшим из обобщений в области  естествознания в ХХ веке. Исключительная значимость его учения во весь рост проявилась лишь во второй половине прошлого века. Этому способствовало развитие экологии, и прежде всего глобальной экологии, где биосфера является основополагающим понятием. 

Учение В.И. Вернадского о биосфере – это целостное фундаментальное  учение, органично связанное с  важнейшими проблемами сохранения и  развития жизни на Земле, знаменующее собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем. 

По представлениям В.И. Вернадского, биосфера включает живое вещество (т. е. все живые организмы), биогенное (уголь, известняки, нефть и др. ), косное (в его образовании живое не участвует, например магматические горные породы), биокосное (создается с помощью живых организмов), а также радиоактивное вещество, вещество космического происхождения (метеориты и др. ) и рассеянные атомы. Все эти семь различных типов веществ геологически связаны между собой. 

Сущность учения В.И. Вернадского  заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты.  
Вторым главнейшим аспектом учения является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, - писал Вернадский, - имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена и к нему» (В.И. Вернадский, 1934).