От биосферы к ноосфере 1/3
Источник: журнал «Техника – молодёжи», №3, 1983 год.
12 марта этого года исполнилось 120 лет со дня рождения великого русского учёного Владимира Ивановича Вернадского – выдающегося мыслителя нашего времени, представителя нового синтетического образа научного мышления и мировоззрения, основоположника биогеохимии, радиогеологии, создателя учения о биосфере и ноосфере, видного минералога и кристаллографа.
В. И. Вернадский работал над крупнейшими, имеющими глобальное значение проблемами. Выдвинутая им идея о ноосфере – сфере деятельности человеческого разума на Земле – представляет собой серьёзнейшее философское обобщение, а анализ эволюции научной мысли и научного мировоззрения, исследование структуры науки являют собой гигантский вклад в науковедение, одним из основателей которого он был. За выдающиеся труды В. И. Вернадский удостоен Государственной премии СССР.
Мы публикуем сегодня ряд статей, освещающих многогранную деятельность великого учёного.
БЕССМЕРТНОЙ ТРОПОЙ ИСТИНЫ
РУДОЛЬФ БАЛАНДИН, писатель, геолог
Каждый человек появляется на свет беспомощным, бессмысленно кричащим комочком. Что суждено ему в будущем? Врождённые способности и детские таланты с годами часто сходят на нет, одарённейший ребёнок превращается в заурядного «середнячка».
Но бывает и наоборот. Не блещущий вроде бы никакими достоинствами человек, мужественно преодолевая трудности и невзгоды, делает порой величайшие открытия, создаёт выдающиеся произведения...
Обо всем этом я не раз задумывался, тщательно исследуя биографию Владимира Ивановича Вернадского, перечитывая его произведения, осмысливая его значение для науки XX века. Совсем недавно, полвека назад, научный мир был потрясён теорией относительности, достижения ядерной физики представлялись высочайшими заоблачными научными вершинами. Сегодня же со всей очевидностью выявляется чрезвычайная, первостепенная значимость учения В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере – о перестройке человеком «области жизни».
НАЧАЛО ПУТИ
...Никакими сверхобычными качествами он как будто бы наделён не был. Честность, искренность, мужество, жажда познания, доброта... Вроде бы необязательные достоинства для великого мыслителя; иное дело – живость ума, гигантская память, умение доводить дело до конца, неистовая работоспособность...
Нет, В. И. Вернадский и этим особо не отличался. Да более того – большинство крупных трудов не довёл до конца, несмотря на то, что некоторые из них начал ещё в первой половине своей долгой жизни (1863-1945)...
В молодые годы, ведя дневник, часто сетовал на собственную бездарность. В гимназии учился посредственно. В университете – хорошо, хотя более преуспевал в практических занятиях, «производственных» экспедициях (на полевых геологических работах), нежели в теоретических дисциплинах.
Тогда почему же гений?
Владимир Иванович Вернадский никогда не изменял тем высоким жизненным принципам, которые приобрёл ещё в юности. Он рос и воспитывался в семье профессора И. В. Вернадского. Отец – известный политэконом, публицист, широко образованный человек, владевший несколькими языками. Двоюродный дядя Е. М. Короленко – фантазёр и мечтатель, рассуждавший о разуме вселенной, сходстве Земли с живым организмом, происхождении человека. Детство прошло в Петербурге и Харькове. Любил природу, искренне радовался её красотам, интересовался историей России и славян. Тяжело переживал упрёки матери за плохие отметки. Был несколько замкнут. Однажды записал в дневнике: «Я буду стараться быть одним из первых учеников». А через месяц: «Получил 2 за прежнюю работу, и вышло 4 + 3 + 2 = 3». Нельзя сказать, что Владимир не любил учиться. Этот процесс протекал у него как-то по-особому. Нужен был особый толчок, побуждавший к самостоятельности. Тогда все начинало идти как нельзя лучше. Скажем, в гимназии сам выучил украинский и польский языки (позднее он читал литературу на пятнадцати языках).
Серьёзно увлёкшись природоведением, не осмеливался делать научные сообщения в кругу друзей, считая себя недостаточно подготовленным. Зато восхищался толковыми и яркими докладами Андрея Краснова, будущего геоботаника. И вообще, всегда умел радоваться успехам товарищей и сомневаться в своих способностях. И при всём том и в мыслях и в поступках с самых юных лет был весьма самостоятельным...
Учась в Петербургском университете, избрав профессию минералога, участвуя в полевых и лабораторных исследованиях, преподавая кристаллографию и минералогию, став наконец признанным специалистом, профессором Московского университета, а в 1909 году академиком, умел подвергать сомнению любые мнения, любые идеи, а прежде всего – свои собственные. Не избегал трудностей, а казалось бы, сознательно приумножал их. Практикуясь в Мюнхене у «короля кристаллографии» П. Грота, многократно повторял опыты и перепроверял свои выкладки даже после того, как Грот одобрил работу. Руководитель был уверен в успехе практиканта, а сам практикант сомневался...
Судя по дневниковым записям, Владимир Иванович, даже став специалистом и опубликовав десяток интересных научных статей, продолжал считать себя бездарным. Например, в конце 1892 года он записывает: «Опять тяжёлое чувство вследствие неумения серьёзно распорядиться со своим временем». Через полгода: «Надо работать над наукой серьёзно, а я дилетант». Ещё позже: «Я очень сильно недоволен собою. Сильная критика своих знаний и способа своих занятий очень мешает правильной работе». И все это несмотря на то, что к этому времени успел сделать ряд интересных лабораторных исследований, подготовил и защитил магистерскую диссертацию, читал студентам оригинальный курс минералогии, участвовал в нескольких минералогических и почвоведческих экскурсиях, организовывал помощь голодающим в Центральной России.
И учёба, и наука, и лабораторные исследования давались ему нелегко. Он не принадлежал к «быстроумным», схватывающим всё на лету людям. Но именно преодолевая трудности и свою «бесталанность», будущий академик постоянно рос и мужал как специалист. При всём том его увлекало множество иных далёких от специальности вопросов, связанных с теорией познания, историей, искусством, древними мифами...
Так В. И. Вернадский становился не только хорошим специалистом, но и глубоким мыслителем.
ИСТОКИ
До сих пор в архиве В. И. Вернадского хранятся рукописные полуфантастические сочинения его дяди Е. М. Короленко, а в библиотеке – небольшая книга под названием «История крупинки соли», датированная 1871 годом. Книжка детская, бесхитростная, рассказывающая о необычайной судьбе крупинки соли: она покоится глубоко в земле, рождена в незапамятные времена, вымывается из горной породы текучими водами, осаждается в водоёме, добывается человеком, странствует с караваном купцов, превращается в глазурь, соляную кислоту, а после многочисленных превращений возвращается в море и вновь погружается в землю до той поры, пока не начнётся новый круг её чудесных превращений...
Через полвека после чтения этой книги В. И. Вернадский первым в мире разработал идею круговорота химических элементов и минералов в земной коре, биосфере – области жизни, и ноосфере – области человеческой деятельности.
Некоторые мысли, высказанные в рукописях Евграфа Максимовича, созвучны темам поздних теоретических работ Владимира Ивановича. Так, Е. М. Короленко писал о двух мирах на Земле – живом и мёртвом, органическом и неорганическом, о великой работе живых организмов над перемещением и переработкой материалов неорганического мира. Он ссылался на Линнея: три мухи в принципе способны съесть лошадь столь же быстро, как лев (учитывая взрывную скорость размножения мух); по Р. Оуену, одна травяная мышь в десятом колене производит миллиард миллиардов детёнышей. Обо всем этом Евграф Максимович говорил маленькому гимназисту с пытливыми ясными глазами – Владимиру Вернадскому. И, наверное, не случайно подобные факты легли в основу учения В. И. Вернадского о живом веществе и биосфере.
Сходная судьба будет ожидать и другие мельком оброненные идеи Е. М. Короленко. Он высказал соображения против гипотезы изначально жидкой огненной Земли и действия вулканов при внутренней активности огненного ядра планеты. В. И. Вернадский первым выдвинет научные положения о выдающейся роли газового дыхания Земли и деятельности природных вод в формировании земной коры, вулканической деятельности.
По мнению Е. М. Короленко, возможности человека безмерны: он способен осушать морское дно, обнажая плодородные земли; если нужно – выровняет горы и спрямит реки, увеличит или уменьшит скорость вращения планеты... В. И. Вернадский обоснует учение и о глобальной преобразующей деятельности человека.
В Петербургском университете на формирование научного мировоззрения Вернадского повлияли такие замечательные русские учёные, как химики Менделеев, Бутлеров, Меншуткин, биологи Бекетов и Фаминцын, физиолог Сеченов, геолог Иностранцев, географ Воейков, но более других, пожалуй, основатель почвоведения Докучаев. И на лекциях, и на практических занятиях Докучаев учил наблюдать и познавать природу, взятую в единстве, в соединении и взаимодействии камня, воздуха, воды, растений, животных, человека. Это единство наиболее зримо осуществлено в почве. Приобщаясь к почвоведению, Вернадский ещё в прошлом веке начал осмысливать геологическую роль живых организмов и человека. И одновременно осознал великое значение разума в его способности познавать природу. В студенческие годы он самостоятельно проводит геологические экскурсии, знакомясь с природой непосредственно, «один на один», ощущая её и радуясь ей. Ведь истинное познание – не бездушное мудрствование, а напряжение разума и чувств. Он учился замечать то, что существует ныне (реки, овраги, обрывы, почвы...), и воображать то, что было в давно минувшие геологические эпохи. Записывает в дневнике: «Какой рой вопросов, мыслей, соображений! Сколько причин для удивления, сколько ощущений приятного при попытках объять своим умом, воспроизвести в себе ту работу, какая длилась века...» Он испытывает высокое духовное напряжение, подъем, вдохновение, учится быть исследователем, мыслителем, творцом.
ЖИЗНЬ КАМНЕЙ
Ещё в студенческие годы, слушая лекции Менделеева, Вернадский задумался о природных химических реакциях. Воображение уносилось далеко от привычных атрибутов: пробирок, тиглей, реторт, горелок, учебных лабораторий и химических заводов. Все вокруг – растения, облака, воздух, ручьи, минералы, – решительно всё есть результат и источник химических реакций, происходящих в великой лаборатории Земли.
Несколько позже в дневнике появится запись: «Кто знает, может быть, есть законы в распределении минералов, как есть причины возможности образования той или другой реакции именно в этом месте, а не в другом». Он не боится ставить проблемы, ещё не решённые наукой. Напротив – стремится отыскивать их.
Умение обнаружить, осознать, сформулировать новую научную проблему – ценнейшее и редкое качество учёного. Им обладают колумбы науки, открывающие новые неведомые земли за горизонтом известного.
По каким законам распределяются и чередуются химические реакции в земных условиях? Как происходят химические превращения минералов? С этих вопросов начиналась новая научная дисциплина, открытая и разработанная Вернадским, – динамическая минералогия. Он подходил к ней постепенно, занимаясь традиционной классической минералогией. Однако и в неё молодой учёный смог внести нечто новое: дал общее описание строения планеты, упомянул о круговоротах некоторых элементов (азота, кислорода), включил в число минералов не только твёрдые тела, но и жидкости и газы.
Он применил метод, называемый ныне системным анализом. Применил творчески. Обычно специалисты рассматривают, скажем, систему минералов (или растений, техники) как совокупность составных частей, групп или видов, а их, в свою очередь, как совокупность более дробных частей. При этом нередко забывается, что и первая «объемлющая» система сама является частью какой-то более значительной совокупности. Например, минералы (растения, животные, человек) входят в глобальную систему земных сфер, наша планета – в Солнечную систему, Галактику, Вселенную...
Рассматривая минералы как изменчивые компоненты геосфер (планетных оболочек: атмо-, гидро-, литосферы), Вернадский проделал титаническую работу, начав заново описывать минералы в их динамике, превращениях в воде, воздухе, земной коре, в живых организмах и под влиянием технической деятельности человека. В результате с 1908 года стали появляться отдельные выпуски его «Опыта описательной минералогии». Всего вышло два тома. Работа осталась незаконченной. И неудивительно. В ней говорится о строении Земли, геологической деятельности природных вод, организмов, техники, а вдобавок – о химических и физических свойствах минералов. Предмет минералогии расширился необычайно. Слишком грандиозен был замысел. В сущности, это был первый в мире курс геохимии – истории химических элементов Земли. Учёный попытался свести воедино огромное количество идей и фактов. Казалось бы, «Опыт...» не удался. Однако в действительности именно с этого труда начинается череда выдающихся открытий Владимира Ивановича Вернадского.
«ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА»
Так называется одна из главок «Опыта...». В ней глобальная деятельность человека показана как стихийный природный процесс, истоки которого теряются в глубинах геологической истории: «В общем человек действует в том же направлении, в каком... идёт деятельность органического мира. Но с появлением человека деятельность эта получает новые оттенки и совершенно новое направление». Вернадский исследует судьбы минералов, используемых человеком. Указывает на полное изменение лика Земли под воздействием сельскохозяйственных работ, строительства, инженерных мероприятий. «Изменяя характер химических процессов и химических продуктов, человек совершает работу космического характера».
С этой небольшой главки началась разработка Вернадским учения о ноосфере – сфере разума («ноос» – разум). Термин «ноосфера» впервые предложили французские учёные Тейяр де Шарден и Ле Руа (после того как они прослушали в Париже цикл лекций Вернадского), понимая под ним духовную сферу, некое подобие разумной оболочки, окружающей планету, сферу мысли, а не действий. Вернадский же, как геолог, подчёркивал прежде всего именно техническую, преобразующую деятельность человека, ведущую к перемещению гигантских масс минерального вещества (в наши дни – больше, чем все остальные геологические силы на земной поверхности), к открытиям новых химических реакций, к изменению рельефа, гидрографической сети, ландшафтов...
Бессмысленно пытаться на двух-трёх страницах толково и популярно изложить суть учения Вернадского о ноосфере, которое он разрабатывал более четверти века и о котором писал во многих своих книгах и статьях. Но основа этого учения проста: человек и окружающая его среда – область жизни – составляет единство. Накапливая знания, создавая орудия труда и приобретая трудовые навыки, человек трудом преобразует область жизни, а она, в свою очередь, воздействует на сознание человека, общество, знания. Человечество, как необычайно активная часть планеты,– явление космическое; его появление, развитие, бытие – естественные процессы саморазвития природы.
Заметим: похожие идеи высказывались и до Вернадского. Ещё в XVIII веке о «природе и человеке» ярко и своеобразно писал философ Гердер, натуралист Бюффон, а позже – В. Гёте, А. Гумбольдт, Ф. Ратцель, Э. Реклю. Значит ли это, что Вернадский пересказал отчасти забытые мысли других мудрецов? Разумеется, нет. В. И. Вернадский по-новому сорганизовал разрозненные сведения и привлёк новые факты. Человечество со всевозрастающей быстротой преобразует структуру области жизни. «Разум всё изменяет. Руководствуясь им, человек употребляет все вещество, окружающее его... не только на построение своего тела, но также и на нужды своей общественной жизни». «Он изменил течение всех геохимических реакций. Лик планеты стал новым и пришёл в состояние непрерывных потрясений».
Идея ноосферы у В. И. Вернадского связывалась и с практическими задачами. Так, в связи с охраной минеральных ресурсов учёные обычно подчёркивают их невозобновимость (естественные месторождения полезных ископаемых формируются тысячи, а то и миллионы лет). Вернадский высказался иначе: «Химическая работа человечества должна сделаться интенсивнее; оно будет вынуждено концентрировать руды, т. е. быстро производить природную геологическую работу...» Ныне целый ряд полезных ископаемых искусственно восстанавливается, концентрируется в природных условиях (методы геотехнологии, восполнение ресурсов подземных вод).
До В. И. Вернадского познание связывали с отдельной личностью или коллективами («коллективный разум»). Он первым обосновал положение о неотделимости познания от структуры области жизни. Для него разум человека был явлением планетным и космическим: «Ни один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится. Все эти организмы неразрывно и непрерывно связаны – прежде всего питанием и дыханием – с окружающей их материально-энергетической средой». Великолепно зная историю науки, Вернадский связывал её с историей человечества и преобразованием природы. Одна из его фундаментальных работ имеет характерное название: «Научная мысль как планетное явление». Действительно, разум и воля человека, овладевшего техникой, – великая геологическая сила.
БИОСФЕРА
Творчество великого мыслителя подобно многогранному кристаллу. Высветишь одну-две грани, а в глубине уже видятся отсветы других плоскостей; повернёшь кристалл – он заиграет новыми неожиданными бликами. Вряд ли можно найти какую-то одну, «самую лучшую» точку зрения. Так и среди россыпи замечательных идей В. И. Вернадского мудрено отыскать «самую главную» или «самую важную», разве что сугубо субъективно...
Однако видится и объективный подход. Какое творческое достижение Владимира Ивановича наиболее знаменито в наши дни? Мне кажется – учение о биосфере. Сегодня это слово повторяют на разные лады, биосфере посвящают необозримое множество работ, связывают с ней будущее человечества. А ведь совсем ещё недавно, всего три десятилетия назад, о биосфере писали только отдельные специалисты, полвека назад этот термин знали единицы, а шестьдесят лет назад учения о биосфере не существовало вовсе!
Его создал В. И. Вернадский.
Прежде всего он начал изучать жизнь как всепланетное единство. Есть поговорка: не потеряешь – не оценишь. Вернадский представил, как выглядела бы наша планета без живого вещества: «Лик Земли стал бы так же неизменен и химически инертен, как является неподвижным лик Луны, как инертны осколки небесных светил...» Одно из выражений геологической активности организмов – скорость размножения. Она колеблется в широких пределах и в идеальных условиях достигает скорости звука. Одноклеточная водоросль диатомея за 8 дней способна – теоретически – образовать массу материи, равную объёму Земли, а в течение следующего дня удвоить эту массу. Вернадский первым начал численно выражать скорость распространения жизни.
Минеральное инертное вещество, охваченное жизнью, приобретает новые свойства. Живые организмы не только пассивно приспосабливаются к условиям внешней среды, но и активно их изменяют. Живое вещество – величайший космический мастер, перестраивающий все приповерхностные сферы планеты. И даже многокилометровая толща земной коры в значительной степени – продукт жизни, «область былых биосфер».
Итак, живое вещество и окружающая среда образуют гармоничное целое – биосферу (область жизни). Это область постоянных движений, круговоротов материи, сложнейшим образом переплетённых, взаимосвязанных – организованных. Иначе говоря, биосфера более напоминает организм, чем чётко работающий механизм. В ней нет застывшего статического равновесия, а есть динамическое. На любые воздействия биосфера отзывается как единое целое, а потому вносимые деятельностью человека преобразования вызывают многочисленные нежелательные и подчас непредвиденные последствия.
В. И. Вернадский вывел несколько законов биосферы. Впрочем, перечисление подобных достижений мало что даёт: требуется сопоставить их с общим уровнем научных знаний. Сошлюсь на мнение известного современного американского учёного Дж. Хатчинсона: «Концепция биосферы, которую мы принимаем сейчас, в основном опирается на идеи Вернадского».
УРОК ЖИЗНИ
Если бы В. И. Вернадский создал только учения о биосфере и ноосфере, одно это увековечило бы его имя. Но ему принадлежат и другие замечательные открытия. Полвека назад он обосновал идею диссимметрии, устойчивого нарушения симметрии в природе – в структуре планеты, живого вещества и в микромире. В то время едва ли не все крупнейшие физики мира были уверены в обратном: в сохранении симметрии для мира атомов, элементарных частиц. Так вот, двадцатью пятью годами позднее точные эксперименты подтвердили предвидение Вернадского. (Авторы работы были удостоены Нобелевской премии.)
Одним из первых ещё в начале нашего века В. И. Вернадский писал о грядущем «взрыве научного творчества», о приближении современной научно-технической революции. Анализировал основы научного метода познания и одновременно ставил и решал множество частных задач отдельных наук, изучая структуры кристаллов, динамику минералов, радиоактивность, геохимическую деятельность живого вещества и жизнц, геохимию природных вод (природным водам он посвятил прекрасную монографию, и поныне не превзойдённую по широте охвата проблемы и глубине анализа). Постоянно участвовал в геологических экспедициях. Организовал первые в нашей стране планомерные поиски радиоактивных минералов.
Под непосредственным влиянием его идей во второй половине нашего века происходит смена научного мировоззрения. До сего времени центральное место в науке принадлежало физике. И это понятно. С её помощью мы создали могучую технику. Великолепны свершения нашего века: освоение атмосферы и космоса, овладение атомной энергией, разработка мощнейших вычислительных устройств... Возможности техники неограниченны. Однако ограниченны природные ресурсы биосферы. Великие технические достижения сопровождаются частичным разрушением и загрязнением области жизни. Охрана природы и рациональное экономное использование её богатств стали велением времени. Поэтому необходим новый подъем современной научно-технической революции, определяемый прогрессом наук о Земле и жизни. Учение о биосфере и её преобразовании выдвинулось на ведущее место.