7.1. Учение о биосфере

Основательно же эти идеи сложились в начале очередного века. Он докладывал о них в своих лекциях в Париже, а в 1926 г. они были опубликованы в книге «Биосфера», состоящей из двух очерков. В дальнейшем различные стороны этого учения излагались в отдельных статьях и в большой монографии «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения».

Несмотря на то, что все элементы творчества так или иначе связаны с центральным направлением вплоть до последних работ, то для нашего анализа учения о самоорганизации достаточно будет рассмотреть лишь следующие четыре работы: «Биосфера и ноосфера» [39], «Живое вещество и биосфера» [40], «Научная мысль как планетное явление» [41] и «Философские мысли натуралиста» [43]. Вынуждены учесть при этом, что материал о ноосфере, а также двух последних работ по причине незавершенности, обладает некоторыми недостатками, а именно: фрагментарность и частая повторяемость отдельных вопросов, противоречивость между повторами, нечеткость определений, слабая обоснованность части положений, которые могут быть приняты в качестве постулатов и даже законов и пр. Тем не менее выделить стройную логику в описании процесса и элементов самоорганизации, считаем, нетрудно.

Начнем с определения, что есть биосфера. Это есть земная оболочка, область земной коры, занятая жизнью. Только в ней, в тонком наружном слое пашей планеты жизнь сосредоточена; в ней находятся все организмы, всегда резкой непроходимой гранью отделенные от окружающей их косной материи. Это есть и как область превращения космической энергии, в том числе энергии солнечного излучения. Поэтому биосфера может быть рассматриваема как область, занятая живыми трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию- электрическую, химическую, механическую, тепловую и т. д. К этим разнообразным определениям можно добавить еще одно: биосфера есть геологическая оболочка нашей планеты, отличающаяся наличием всех живущих в ней организмов, в том числе и человека. Границы оболочки определяются пространством жизнедеятельности организмов, продуктами их обмена и распада в течении геологического времени, а также сферой производственной деятельности человека.

Биосфера, обнимая весь земной шар, от уровня геоида поднимается выше на 20-25 км и опускается в среднем на 4-5 км ниже этого уровня. В морских глубинах организмы и их остатки проникают местами глубже 11 км. В своей деятельности человек, как отмечает Вернадский, проникает в стратосферу уже за 40 км вверх и продолжает подниматься от уровня геоида еще выше. Эти границы, отмеченные им при том уровне науки и техники, в наши дни благодаря развитию научно-технического прогресса и усиления могущества человеческого воздействия на природу, значительно расширились: вверх — на высоту проникновения человека и его аппаратов в космос, — и вниз — до горизонтов, достигнутых глубинными разведочными буровыми скважинами, пробитыми сквозь мощные гранитные отложения, через которые организмы и продукты их жизнедеятельности еще никогда не проникали.

Итак, главным отличительным элементом биосферы является жизнь, то есть все живое или все живущие в ней организмы.

Все организмы, то есть все живое вещество, так же, как и вся биосфера, обладают своей организованностью и могут быть рассматриваемы как закономерно выражаемая функция биосферы.

Организованность не есть механизм. Организованность резко отличается от механизма тем, что она находится непрерывно в становлении, в движении всех ее самых мельчайших материальпых и энергетических частиц. В ходе времени — в обобщении механики и в упрощенной модели — мы можем выразить организованность так, что никогда ни одна из се точек (материальная или энергетическая) не возвращается закономерно, не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше. Она может в пее вернуться лишь в порядке «математической случайности, очень малой вероятности» [39, с. 22].

В состав биосферы входят, кроме живого вещества, и вещества косные (атмосферные газы, горные породы, вода и пр.). Эти оба вещества на протяжении всего геологического времени резко разделены по своему генезису и по своему строению. А строение у них разнородно, физико- химически и геометрически, о чем подробнее скажем ниже. Помимо живых и косных природных тел в биосфере огромную роль играют такие разнородные тела, как, например, почвы, илы, поверхностные воды, состоящие из живых и косных природных тел, образующих косно-живые структуры, которые можно назвать биокосными природными телами.

Между косной безжизненной частью биосферы, ее косными природными телами и живыми организмами, ее населяющими, идет непрерывный материальный и энергетический обмен, заключающийся в движении атомов, вызванном живым веществом в виде никогда непрекращающегося дыхания, питания и размножения. В ходе времени этот обмен выражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к устойчивости равновесием. Оно проникает всю биосферу, и этот биогенный ток атомов в значительной степени ее создает. Так неотделимо и неразрывно биосфера на всем протяжении геологического времени связана с живым заселяющим ее веществом.

В этом биогенном токе атомов и в связанной с ним биогенной энергии проявляется резко планетное, космическое значение живого вещества. Ибо биосфера является той единственной земной оболочкой, в которую непрерывно проникает космическая энергия, в том числе лучеиспускание Солнца, которое поддерживает необходимую температуру в биосфере биогенный ток атомов в процессах разнообразного обмена. Тем самым поддерживается динамическое равновесие, организованность системы биосфера — живое вещество.

Отсюда «организованность биосферы — организованность живого вещества — должна рассматриваться как равновесие, подвижное, все время колеблющееся в историческом и геологическом времени около точно выражаемого среднего. Смещения или колебания этого среднего непрерывно проявляются не в историческом, а в геологическом времени. В течение геологического времени в круговых процессах, которые характерны для биогсохимичсской организованности, никогда какая-нибудь точка (например, атом или химический элемент) не возвращается в зоны веков тождественно к прежнему положению» [там же, с. 23].

По этому случаю В. И. Вернадский приводит пример из философских рассуждений Лейбница (1646-1716), что никогда два листа какого-нибудь дерева или растения не являются вполне тождественными, к чему и добавляет: «В обыденной жизни это проявляется для нас в личности, в отсутствии двух тождественных индивидуальностей, не отличимых друг от друга.

Фактом подвижного равновесия, наличием колебаний или смещений, отсутствием двух тождественных индивидуальностей он объясняет причину разнородности в живых и косных веществах.

Для всех организмов обмен является основой их жизнедеятельности, динамического равновесия и организованности. И они живы до тех пор, пока не прекращается материальный и энергетический обмен между ними и окружающей их биосферой.

Все живые организмы делятся на два «порядка». Организмы «первого порядка» — автотрофные организмы — в своем питании является независимыми от других организмов. Используя энергию космических излучений и Солнца, а также химические элементы биосферы, путем фотосинтеза создают множество новых соединений, как исходное вещество для своего роста, развития и размножения. Организмы «второго порядка» — гетеротрофные и миксотрофные организмы для питания используют другие организмы, усваивая созданные ими вещества с запасенной в них энергией. Таким образом, автотрофные организмы являются к тому же основными трансформаторами и накопителями космической энергии, которая передается всем остальным организмам. В отношении всех организмов

Вернадский отмечает к тому же действие закона бережливости в использовании ими простых химических тел (химических элементов) раз вошедших в состав организма в ходе обмена со средой. При этом каждый организм «вводит в свою систему только необходимое количество элементов для своей жизни, избегая их излишка». Этот закон применим и для более расширенного случая — для цепи питающихся друг другом организмов.

По этому поводу в работе «Живое вещество и атмосфера» Вернадский открывает еще и единый закон экономии живой природы, утверждая: «Политическая экономия в своих основах вышла из тех же представлений, как и экономия природы, и сохранила старые свои корни в своем названии.

Живое вещество, как совокупность организмов, подобно массе газа растекается по земной поверхности и оказывает определенное давление окружающей среде, обходит препятствия, мешающие его продвижению, или ими овладевает и их покрывает. Движение достигается путем размножения организмов. Главной силой, вызывающей последовательно процессы растекания, давления и размножения является космическая энергия. Процесс размножения подчиняется геометрической прогрессии и является бесконечным. Темп размножения идет в зависимости от размеров организма. Мелкие размножаются много быстрее, чем большие. Но всякому размножению имеются пределы, определяемые размерами планеты, величиной потока энергии из космоса, а также жидкостями, газами и пр. Поэтому организмы вынуждены жить в ограниченном пространстве, в опредслеіптом поле устойчивости жизни для каждого, в условиях ограниченных возможностей для обмена. Поэтому „в мире организмов в биосфере идет жесточайшая борьба за существование — не только за пищу, но и за нужный газ, и эта последняя борьба более основная, так как она нормирует размножение"» [32, с. 39].

Жизнь постепенно, медленно приспособляясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился, так как на острие давления сейчас находится человек.