Полный текст:
Введение
Выдающийся
русский ученый, основоположник геохимии, биогеохимии, радиогеологии, учения о
биосфере, историк и организатор науки, академик В.И. Вернадский (1863–1945) на
протяжении многих десятилетий работал над синтетической концепцией проективной
эволюции социоприродного Универсума. К сожалению, он не оставил нам обобщающий
труд о новом этапе социоприродной истории — ноосфере. В своих работах он
поставил проблему, развил, углубил и создал фундамент концепции, однако, судя
по тому, что основной его труд, посвященный ноосфере — «Научная мысль как
планетное явление» — не был при жизни автора опубликован, видно: ученый не был
удовлетворен достигнутыми результатами. О правоте такого суждения говорит и сам
текст работы, где явно ощущается поиск Вернадским критериев отсчета начала
ноосферы, противоречивые высказывания, мучительные попытки увязать
естественнонаучную теорию геохимической миграции вещества и энергии с развитием
общества.
Глобальные
процессы образования и движения живого вещества в биосфере связаны и
сопровождаются круговоротом вещества и энергии. В отличие от чисто
геологических процессов биогеохимические циклы с участием живого вещества имеют
значительно более высокие интенсивность, скорость и количество вовлеченного в
оборот вещества.
Жизнь и заслуги
Владимир Иванович Вернадский родился
в Петербурге 12 марта 1863 года. Через пять лет семья Вернадских переехала в
Харьков.
Рано научившись читать, Владимир многие часы проводил за книгами,
читая их без особого разбора, постоянно роясь в библиотеке отца. Большое
впечатление произвели на него географические книги, описания путешествий и
великих явлений природы. Интересовался он историей, главным образом греческой.
Читал, конечно, стихи и рассказы, но прежде заглядывал в конец: терпеть не мог
печальных финалов.
Петербургская классическая гимназия, где с третьего класса учился
Вернадский, была одна из лучших в России. Здесь хорошо преподавались
иностранные языки, история, философия. В дальнейшем Вернадский самостоятельно
изучил несколько европейских языков. Он читал литературу, преимущественно
научную, на пятнадцати языках, а некоторые свои статьи писал по-французски,
по-английски и по-немецки. Интерес к истории и философии ученый сохранил на всю
свою жизнь.
В 1885 году окончил Петербургский
университет. В 1886-1888 г.г.
работал в минералогическом музее Петербургского университета, в 1889-1890 г.г. стажировался за
границей. С 1890 г.
приват-доцент, в 1898 - 1911
г.г. - профессор Московского университета. В 1912 г. избран действительным
членом Российской академии наук. Один из организаторов и председатель
(1915-1930) Комиссии по изучению естественных производительных сил России
(КЕПС) при Академии наук. В 1917-1921
г.г. работал на Украине, главный организатор, первый
президент и академик (1919) Академии наук Украины. В 1922-1939 г.г. - директор
организованного им Государственного радиевого института. В 1922-1925 г.г. работал за
границей. В 1928-1945 г.г.
- директор Лаборатории геохимических проблем АН СССР, преобразованной в 1947 г. в Институт геохимии
и аналитической химии его имени. В 1927 г. организовал и возглавил в АН СССР Отдел
живого вещества, преобразованный в 1929 г. в Биогеохимическую лабораторию АН.
Научные интересы В.И. Вернадского чрезвычайно широки. Будучи основоположником
геохимии, он провел первые исследования закономерностей строения и состава
взаимодействующих элементов и структур земной коры, гидросферы и атмосферы.
Исследовал миграцию химических элементов в литосфере и роль радиоактивных
элементов в ее эволюции. В 1923
г. им сформулирована теория о ведущей роли живых
организмов в геохимических процессах; в 1926 г. - концепция и определение биосферы и
живого вещества; создано учение, согласно которому живое вещество,
трансформируя солнечное излучение, вовлекает неорганическую материю в
непрерывный круговорот - центральная концепция биогеохимии. Ряд трудов В. И.
Вернадского посвящен философским проблемам естествознания и истории науки. Он
по праву может быть причислен к выдающимся представителям <русского
космизма> наряду с И.М. Сеченовым, Д. И. Менделеевым, К. Э. Циолковским, А.
Л. Чижевским в естествознании, И. В. Киреевским, В. С. Соловьевым, Н. Ф.
Федоровым, П. А. Флоренским в философии, Л. Н. Толстым и Ф. М. Достоевским в
литературе.
Книга В. И.
Вернадского «Геохимия» вышла в начале 1924 года в Париже на французском языке и
была замечена в учёном мире. На русском языке «Очерки геохимии» появятся через
три года.
«В этом труде он обобщает
экспериментальный и описательный материал по истории атомов земной коры,
определяет эмпирический, природный состав различных геосфер. Фундамент новой
науки этой книгой заложен. Здесь же впервые предложено простое и ясное понятие
«живое вещество» - совокупность организмов, которую можно описывать так же, как
любые другие вещества, «с точки зрения их веса, их химического состава, их
энергии, их объёма и характера отвечающего им пространства»» (Г.Аксёнов).
Геохимия -
это наука о химическом составе и законах распространения, распределения и
миграции химических элементов на Земле.
Вернадский
показал, что распространённость химических элементов и их изотопов в природе
является функцией устойчивости атомных ядер. Кривая распространённости
химических элементов, выведенная на основе теоретических соображений, близка к
эмпирически найденной кривой распространенности химических элементов во
Вселенной.
Возраст
Земли, определённый радиоактивными методами, составляет около пяти миллиардов
лет. Земля состоит из концентрических оболочек - геосфер. Самая верхняя
оболочка — атмосфера, ниже лежат гидросфера, земная кора (литосфера),
переходная оболочка, или мантия, и, наконец, ядро. Часть атмосферы, гидросферы
и земной коры, занятая живым веществом (совокупностью всех организмов Земли),
называется биосферой.
Распределение
химических элементов по геосферам Земли, а также по разным породам и минералам
земной коры определяется строением внешних электронных оболочек ионов и атомов
химических элементов.
Геосферы —
это области сложных физико-химических равновесий, которые стремятся к
устойчивому термодинамическому состоянию. Поэтому все геохимические процессы,
идущие в геосферах, рассматриваются в геохимии на основе термодинамики, правила
фаз, закона действующих масс, а также элементов кристаллохимии.
Геохимические
процессы охватывают все оболочки. Наиболее грандиозным геохимическим процессом,
приводящим к интенсивной миграции химических элементов и распределению их по
температурным фазам, является фракционная кристаллизация, то есть разделение
веществ в процессе их постепенного остывания и затвердения.
Источником
геохимических процессов, которые приводят к миграции химических элементов и их
распределению по оболочкам, породам и минералам, является гравитационная
энергия, энергия Солнца, энергия химических реакций и тепло Земного шара,
образовавшееся главным образом за счёт радиоактивного распада химических
элементов.
На основе
законов распределения химических элементов в Земле разрабатываются
геохимические прогнозы и методы поисков и разведки полезных ископаемых.
Вернадский
пришёл к выводу, что жизнь может существовать только в виде гигантской системы
- биосферы («области живого»). Основы своего учения Вернадский изложил в книге
«Биосфера», вышедшей в 1926 году. Изменяются виды, изменяется биосфера, их
развитие связано между собой, и в обоих случаях действуют определённые законы.
Вернадский показал, что некоторые качества биосферы очень устойчивы, строго
закономерно изменяются общий вес, химический состав и другие свойства живых
существ.
Эта маленькая
книжка, написанная с поэтической и торжественной простотой, многим из читавших
её казалась бездонной, словно целый мир с континентами и океанами был заключён
в ней.
«Если бы когда-нибудь пришлось
выбирать из всей необозримой научной литературы всего несколько десятков книг,
отмечающих поворотные моменты в развитии человеческого знания, то в число таких
книг-вех попала бы и маленькая книжечка с заголовком «Биосфера»» (В. Сафонов «Первооткрыватели», М., «Молодая гвардия», 1952).
Вернадским
была сформулирована биогеохимическая концепция биосферы (которая далее
излагается на основе книги «Современные концепции естествознания» (А. Н.
Бабушкин, СПб., 2000)).
В этой
концепции основу биосферы составляет живое вещество, понимаемое как
совокупность химических элементов, сосредоточенных во всех живых организмах,
вместе взятых.
«Кроме растений и животных, В. И.
Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические
процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей
интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем
воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество» (Г. И. Рузавин «Концепции современного естествознания», М., 2001).
Вернадским
были сформулированы три основных биохимических принципа эволюции биосферы как
целостного образования:
—
Первый принцип вытекает из факта устойчивости геологических процессов в ходе
исторического времени и состоит в том, что биогенная миграция химических
элементов в биосфере всегда стремится к максимальному значению.
Живое
способно со временем проникать в ранее недоступные области и увеличивать
перерабатывающую активность. Освоение новых областей происходит за счёт
увеличения разнообразия форм живых организмов. Другим проявлением этого
принципа можно считать постоянство среднего химического состава живого вещества
с момента его формирования по настоящее время. Поэтому этот принцип можно
назвать правилом постоянства химической основы эволюционных процессов
органического мира.
—
Второй принцип связывает воедино эволюцию в целом биосферы и отдельных видов.
Он состоит в том, что эволюция видов, приводящая в ходе геологического развития
к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идёт в направлении, увеличивающем
биогенную миграцию составляющих биосферы.
Этот принцип задаёт правило направленности эволюционных изменений
органического мира. Появление человека есть закономерный процесс, так как
выделение его из животного мира связано с резким ростом процесса переработки
окружающей среды.
— Третий биохимический
принцип основывается на геометрической прогрессии размножения живых организмов.
В соответствии с ним в течение всего геологического времени заселение планеты
должно быть максимально возможным для всего живого вещества.
Учитывая
исключительно высокие темпы размножения живых организмов, этот принцип можно
трактовать как правило полной заселённости Земли в любое геологическое время.
По мнению
Вернадского, для данного геологического периода количество живого вещества
биосферы постоянно.
Живое вещество
производит на Земле непрерывную, не прекращающуюся ни на мгновение работу по
переработке своего окружения, по его изменению.
Человек,
являясь частью живого вещества, также участвует в реализации геохимической
функции живого вещества.
Вернадским
была предложена гипотеза о стремлении человечества к автотрофному
(самостоятельному) питанию, то есть к питанию, которое не зависит от других
живых существ, а будет создаваться непосредственно самим человеком. Это
означало бы, что «первый раз в геологической истории на земной коре появилось
бы автотрофное животное — автотрофное позвоночное».
В 1926 году
Вернадский сформировал научный отдел живого вещества при КЕПС, затем
преобразовал его в Биохимическую лабораторию, в которой работало тогда всего
десять человек. Работы шли по двум направлениям: химические и специальные
методы исследования и исследования геохимической энергии живого вещества.
Заключение
Итак, В.И. Вернадский ввел
специальный термин "биосфера". Биосфера, согласно определению В. И.
Вернадского, - это наружная оболочка Земли, область распространения жизни. Учение В. И. Вернадского о биосфере
характеризуется следующими аксиомами биосферы:
-
Живое только из живого, иначе говоря, живое вещество порождено живым веществом;
-
Любые модели развития биосферы должны в качестве результата выдавать
современное состояние биосферы;
-
Современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых эпох;
- В
среднем химический состав живого вещества и земной коры постоянен во времени;
- В
среднем количество живого вещества постоянно во времени;
-
Источником жизнедеятельности живой материи является энергия Солнца,
геотермальные источники, вулканическое тепло и др.;
-
Основную роль в усвоении и перераспределении энергии Солнца играют зеленые растения
посредством фотосинтеза, дыхания, роста, отмирания;
-
Жизнь на земле - геологический фактор.
Концепция
Вернадского впервые привела все известные эмпирические факты, данные и
результаты в единую целостную систему знания, которая убедительно объясняет,
какие факторы способствовали переходу от биосферы к ноосфере. Она основывается
на признании решающей роли человеческой деятельности, труда и мысли в эволюции
биосферы, а через последнюю и в изменении происходящих на Земле геологических
процессов и лика Земли в целом. Недаром он рассматривает мысль как планетное
явление.
Литература
Бердяев Н. А. Судьба
России. М.: Сов. писатель, 1990. Богданов А. А. Всеобщая
организационная наука: (Текстология). Ч. 1-3. Л.; М.: Книга, 1925-1929. Ч. 1. 1925; Ч. 2.
1927. Вернадский В. И.
Автотрофность человечества // Вернадский В. И. Проблемы биогеохимии. М., 1980.
С. 228-245. Вернадский В. И. Живое
вещество в земной коре // АРАН. Ф. 518, оп. 1, ед. хр. 50. Вернадский В. И.
Несколько замечаний о значении изучения геохимических явлений для решения
исторических вопросов // АРАН. Ф. 518, оп. 1, ед. хр. 50, л. 216-242. Вернадский В. И.
Несколько слов о ноосфере // Вернадский В. И. Философские мысли натуралиста.
М., 1988. С. 503-512. Вернадский В. И. Проблемы
биогеохимии // Труды биогеохим. лаб. М., 1980. Т. 16.