Учение Вернадского о биосфере. Эмпирические обобщения Вернадского

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.

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”. 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.

В. И. Вернадский обосновал также важнейшие представления  о формах превращения вещества, путях  биогенной миграции атомов, т.е. миграции химических элементов при участии  живого вещества, накоплении химических элементов, о движущих факторах развития биосферы и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Процесс  развития биосферы.

Важнейшей частью учения Вернадского являются представления о ее возникновении  и развитии. Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного  взаимодействия абиотических и биотических  факторов. Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная и преобразующая  роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих  автотрофов – цианобактерий и  сине-зеленых водорослей (прокариотов), а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариотов), что  имело решающее значение для формирования современной биосферы. Деятельность этих организмов привела к накоплению в биосфере свободного кислорода, что  рассматривается как один из важнейших  этапов эволюции.

Параллельно развивались и гетеротрофы, и  прежде всего – животные. Главными датами их развития являются выход  на сушу и заселение материков (к  началу третичного периода) и, наконец, появления человека.

В сжатом виде идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Вначале сформировалась литосфера – предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше – биосфера.
2. В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т.е. лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.
3. Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью». (В. Вернадский)
4. Грандиозный геологический эффект деятельности обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.
5. Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3..Переход биосферы в ноосферу.

 

Вернадский, анализируя геологическую историю  Земли, утверждает, что наблюдается  переход биосферы в новое состояние  – в ноосферу под действием  новой геологической силы, научной  мысли человечества. Однако в трудах Вернадского нет законченного и  непротиворечивого толкования сущности материальной ноосферы как преобразованной  биосферы. В одних случаях он писал  о ноосфере в будущем времени (она еще не наступила), в других в настоящем (мы входим в нее), а  иногда связывал формирование ноосферы с появлением человека разумного  или с возникновением промышленного  производства. Надо заметить, что когда  в качестве минералога Вернадский писал  о геологической деятельности человека, он еще не употреблял понятий “ноосфера” и даже “биосфера”. О формировании на Земле ноосферы он наиболее подробно писал в незавершенной работе “Научная мысль как планетное  явление”, но преимущественно с  точки зрения истории науки.

Итак, что  же ноосфера: утопия или реальная стратегия  выживания? Труды Вернадского позволяют  более обоснованно ответить на поставленный вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых  для становления и существования  ноосферы. Перечислим эти условия:

1. заселение человеком всей планеты;
2. резкое преобразование средств связи и обмена между странами;
3. усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;
4. начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере;
5. расширение границ биосферы и выход в космос;
6. открытие новых источников энергии;
7. равенство людей всех рас и религий;
8. увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики;
9. свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли;
10. продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;
11. разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения;
12. исключение войн из жизни общества.

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.

Одной из ключевых идей, лежащих в основе теории Вернадского о ноосфере, является то, что человек не является самодостаточным  живым существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри природы и является частью ее. Это  единство обусловлено прежде всего  функциональной неразрывностью окружающей среды и человека, которую пытался  показать Вернадский как биогеохимик. Человечество само по себе есть природное  явление и естественно, что влияние  биосферы сказывается не только на среде жизни, но и на образе мысли.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Эмпирические обобщения Вернадского

Чуть ли не все подвергая  сомнению, Вернадский замечает: «Но  это не касается эмпирических обобщений, которые в основе своей существенно  отличны от научных теорий и научных  гипотез, с которыми они обычно смешиваются».

Поэтому Вернадский считал необходимым исходить прежде всего  или в конечном счете именно из ключевых научных эмпирических фактов или соответствующих ключевых научных  эмпирических обобщений (типа открытой Менделеевым Периодической системы  химических элементов—одного из величайших эмпирических обобщений).

Рассмотрим основные и  важнейшие эмпирические обобщения  В.И.Вернадского:

1. Первым выводом из  учения о биосфере является  принцип целостности биосферы. «Можно  говорить о всей жизни, о  всем живом веществе как о  едином целом в механизме биосферы».  Строение Земли, по Вернадскому,  есть согласованный в своих  частях механизм. «Твари Земли  являются созданием космического  процесса, необходимой и закономерной  частью стройного космического  механизма».

Узкие пределы существования  жизни — физические постоянные, уровни радиации и т.п. — подтверждают это. Как будто кто-то создал такую  среду, чтобы жизнь стала возможна. Какие условия и константы  имеются в виду? Гравитационная постоянная, или константа всемирного тяготения, определяет размеры звезд, температуру  и давление в них, влияющие на ход  реакций. Если она будет чуть меньше, звезды станут недостаточно горячими для протекания в них ядерных  реакций; если чуть больше, звезды превзойдут «критическую массу» и обратятся  в черные дыры, выпав тем самым  из круговорота материи. Константа  сильного взаимодействия определяет ядерный  заряд в звездах. Если ее изменить, цепочки ядерных реакций не дойдут до углерода и азота. Постоянная электромагнитного  взаимодействия определяет конфигурацию электронных оболочек и прочность  химических связей; ее изменение делает Вселенную мертвой. К этому добавляется  еще антропный принцип, с которым мировые константы как бы подгоняются к возможности существования жизни.

Экология  также показала, что живой мир  – единая система, сцементированная множеством цепочек питания и  иных взаимозависимостей. Если даже небольшая  часть ее погибнет, разрушится и  все остальное.             

2. С принципом  целостности биосферы и неразрывной  связи в ней живых и косных  компонентов связан и принцип  гармонии биосферы и ее организованности. В биосфере, по Вернадскому, «все  учитывается и все приспособляется  с той же точностью, с той  же механичностью и с тем  же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных  движениях небесных светил и  начинаем видеть в системах  атомов вещества и атомов энергии».

3. Роль живого  в эволюции Земли. «На земной  поверхности нет химической силы, более постоянно действующей,  а потому и более могущественной  по своим конечным последствиям, чем организмы, взятые в целом... Все минералы верхних частей  земной коры — свободные алюмокремниевые  кислоты (глины), карбонаты (известняки  и доломиты), гидраты окиси Fe и А1 (бурые железняки и бокситы) и многие сотни других непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни».

Лик Земли  как небесного тела, заключает  Вернадский, фактически сформирован  жизнью.

4.  Космическая  роль биосферы в трансформации  энергии. Можно рассматривать  всю эту часть живой природы  как дальнейшее развитие одного  и того же процесса превращения  солнечной световой энергии в  действенную энергию Земли.

5. Растекание  жизни есть проявление ее геохимической  энергии. Живое вещество, подобно  газу, растекается по земной поверхности  в соответствии с правилом  инерции. Мелкие организмы размножаются  гораздо быстрее, чем крупные.  Скорость передачи жизни зависит  от плотности живого вещества.

6. Понятие  автотрофности. Автотрофными называют  организмы, которые берут все  нужные им для жизни химические  элементы в биосфере из окружающей  их косной материи и не требуют  для построения своего тела  готовых соединений другого организма. Поле существования этих зеленых автотрофных организмов определяется прежде всего областью проникновения солнечных лучей.

7. Космическая  энергия вызывает давление жизни,  которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается  по мере увеличения их количества.

8. Формы нахождения  химических элементов: 1) горные породы  и минералы; 2) магмы; 3) рассеянные  элементы; 4) живое вещество. Закон  бережливости в использовании  живым веществом простых химических  тел: раз вошедший элемент проходит  длинный ряд состояний, и организм  вводит в себя только необходимое  количество элементов.

9. Жизнь целиком  определяется полем устойчивости  зеленой Растительности. Пределы  жизни определяются в конце  концов физико-химическими свойствами  соединений, строящих организм, их  Неразрушимостью в определенных  условиях среды. Максимальное  поле жизни определяется крайними  пределами выживания организмов. Верхний предел жизни обусловливается  лучистой энергией, присутствие  которой исключает жизнь и  от которой предохраняет озоновый  щит. Нижний предел связан с  достижением высокой температуры.  Интервал в 433°С (от -252°С до+180°С) является предельным тепловым полем.

10. Биосфера  в основных своих чертах представляет  один и тот же химический  аппарат с самых древних геологических  периодов. Жизнь оставалась в  течение геологического времени  постоянной, менялась только ее  форма. Само живое вещество  не является случайным созданием.

11. Всюдность  жизни в биосфере. Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила  биосферу, и захват этот не  закончился. Поле устойчивости жизни  есть результат приспособленности  в ходе времени.

12. Постоянство  количества живого вещества в  биосфере. Количество свободного  кислорода в атмосфере того  же порядка, что и количество  свободного живого вещества (1,5х10²¹ гр. и 10²⁰-10²¹ гр.). Скорость передачи жизни не может перейти пределы, нарушающие свойства газов. Идет борьба за нужный газ.

13. Всякая  система достигает устойчивого  равновесия, когда ее свободная  энергия равняется или приближается  к нулю, т.е. когда вся возможная  в условиях системы работа  произведена. 

 

Заключение

  В  целом учение Вернадского о  биосфере заложило основы современных  представлений о взаимосвязи  и взаимодействии живой и неживой  природы. Практическое значение  учения о биосфере огромно.  В наши дни оно служит естественнонаучной  основой рационального природопользования  и охраны окружающей природной  среды. 

   Идеи Вернадского намного опережали  то время, в котором  он  творил.  В

полной мере это относится к учению о биосфере  и  ее  переходе  в  ноосферу.

Только  сейчас,  в  условиях  необычайного  обострения  глобальных   проблем

современности,   становятся   ясны   пророческие   слова    Вернадского    о

необходимости мыслить и действовать в  планетном  —  биосферном  —  аспекте.

Только сейчас рушатся иллюзии технократизма, покорения природы и  выясняется