В. И. Вернадский ученый и организатор науки

Вернадский оценил радиоактивность с точки зрения геолога. Он настаивал на том, чтобы в радиоактивном распаде видеть важный источник энергии глубинных геологических процессов. Наряду с лу­чистой энергией Солнца радиоактивный распад служит источником тепловой энергии Земли. Со свойственной ему научной широтой Вер­надский успехи радиационной физики переносит в геологию, допол­няя уже начатые им геохимические исследования. Он дает научное определение целей и задач радиогеологии: «Радиогеология изучает ход радиоактивных процессов в нашей планете, их отражение и их проявление в геологических явлениях». В качестве ближайших задач новой ветви геологической науки он называет для радиогеологии: 1) выяснение древнейших участков суши; 2) установление гелиевого дыхания Земли как меры радиоактивного распада во всей нашей планете.

Зарождение и развитие радиогеологии произошло благодаря объединению усилий геологов, химиков и физиков, обративших вни­мание на изучение радиоактивности горных пород и минералов: В. И. Вернадский, А, П. Соколов, А. Е. Ферсман, К. А. Ненадкевич, А. П. Герасимов, В. Г. Хлопин и др. Радиогеология использует дан­ные и методы радиохимии и ядерной физики, затрагивает вопросы космогонии и астрофизики.

Радиоактивные элементы присутствуют во всех минералах. Их распад сопровождается выделением тепловой энергии, вызывая опре­деленные геологические процессы. Для геологии важным является вопрос о содержании радиоактивных элементов (радия, урана, то­рия) в земной коре. Открытие радиоактивности позволило по-новому подойти к оценке возраста Земли. Стало возможным выявление древ­нейших минералов. Радиогеология позволила в общих чертах пред­ставить далекое прошлое нашей планеты и установить длительность того геологического и космического времени, которое не отражено в каменном материале. Определение абсолютного геологического воз­раста минералов и горных пород — одна из наиболее детально раз­работанных проблем радиогеологии.

Однако радиогеология охватывает и другие актуальные проблемы геологических наук: тепловой режим и тектоническое развитие Зем­ли, выяснение скорости течения различных геологических процессов в далеком прошлом, исследование древнейшей догеологической исто­рии Земли и даже космической предыстории ее вещества. Радиогеоло-

28

гия, по мнению Вернадского, влияет на другие науки: «Науки о Зем­ле начинают меняться под влиянием явлений радиоактивности, как 24 года назад менялись науки физические и химические».

В течение времени медленно выделяется из материала науки ее остов, который считается обязательным и не должен возбуждать сом­нений. Такой остов для науки о биосфере к 30-м годам нашего столе­тия создал Вернадский. Он говорил об этом так: «Я ясно стал осо­знавать, что мне суждено сказать человечеству новое в том учении о живом веществе, которое я создаю, и что это есть мое призвание, моя обязанность, наложенная на меня, которую я должен проводить в жизнь, — как пророк, чувствующий внутри себя голос, призываю­щий его к деятельности. Я чувствовал в себе демона Сократа. Сейчас я сознаю, что это же учение может оказать такое же влияние, как книга Дарвина, и в таком случае, я, нисколько не меняясь в своей сущности, попадаю в первые ряды мировых ученых».

Еще в студенческие годы Вернадский поставил перед собой воп­росы о закономерностях развития живой материи, о ее составе и свой­ствах, о соотношениях с неживой материей, о сущности жизни и т. д. В последние годы пребывания в Петербургском университете он раз­мышлял над проблемами взаимоотношений природы и человека. До­кучаев оказал сильное влияние на становление его взглядов. Нельзя разделить природные явления на независимые друг от друга части без вреда для получаемого вывода. Надо брать природу как целое. Такой подход стал характерен для всего научного и философского творчества Вернадского. Он работал по проблемам, не считаясь с на­учными рамками.

История человеческого общества — это история взаимоотноше­ний человека с природой. В античное время ведущим признаком этих взаимоотношений были единство и гармония. В средние века — под­чинение человека природе. В новое время — противопоставление человека природе, покорение, природы. Повсеместно природные био­геоценозы заменяются культурными. В природных экосистемах коренным образом перестраиваются биотические связи.

29

Термин «биосфера» впервые был употреблен еще в начале прош­лого века Жаном Батистом Ламарком. Геологический смысл в него вложил австрийский ученый Эдуард Зюсс. По Зюссу, биосфера — область нахождения живой материи; это статическое определение биосферы.

Вместе с другими геосферами биосфера образует единую плане­тарную экологическую систему высшего порядка, в которой действует единый планетарный механизм. В первой стадии происходит погло­щение растениями солнечной энергии, углекислоты, воды и минераль­ных веществ. Вторая стадия — многократная трансформация и ути­лизация органических веществ, образовавшихся в виде биомассы, животными и микробами. Третья стадия — распад органических ве­ществ до исходных минеральных продуктов с помощью микроорга­низмов-минерализаторов. Динамическое равновесие всех этих про­цессов в масштабах планеты определяет существование жизни, на­правление биохимических процессов в твердых породах, воде и ат­мосфере планеты. На Земле есть и места, где это равновесие особо ранимо (например, в тропиках).

В начале XX в. изучение Вернадским роли живых организмов в хи­мических процессах на поверхности Земли соотносилось с исследова­нием геохимии отдельных химических элементов, входящих в состав горных пород. Связующим звеном явились вопросы геохимии угле­рода. Поэтому ученый заинтересовался ролью отдельных видов — млекопитающих, птиц, рыб, растений; особенно его внимание привлек человек.

Изначальная, со студенческих пор полученная установка исследо­вателя на изучение роли организмов в окружающей среде каждый раз получала все новый и новый материал в пользу значительного участия жизни в эволюции вещества планеты. Деятельность грызунов в степи, наблюдения за дождевыми червями, минерализующими орга­нику почвы, геохимическая деятельность водорослей в водоемах — эти и другие наблюдения составляли творческую лабораторию уче-

30

ного, в которой формировался биологический подход к осмыслению геохимических циклов земного вещества.

Что общего между почвой, осадочными породами, мировым океа­ном, подземными водами? Что позволяет объединить их в единое це­лое? Вернадский отвечает: общей является геохимическая работа живого вещества.

Живое представляется для Вернадского в виде зелени, охватив­шей всю планету пленкой жизни. Развитие живого в биосфере при­вело к огромному разнообразию органических соединений, число ко­торых измеряется миллионами, в то время как число неорганических соединений (минералов) измеряется тысячами. Развитие живого ве­щества сопровождается его ростом. Но в природе протекает и обрат­ный процесс — разрушение сложных органических соединений. Жи­вотные более энергично, чем растения минерализуют органические вещества. Противоположные процессы образования и разрушения органического вещества образуют единый биологический круговорот атомов на Земле.

Живые организмы, неживое вещество во всех его проявлениях заселяют особую планетарную оболочку — биосферу. Учение о жи­вом веществе у Вернадского перерастает в учение о биосфере — цель­ное научное обобщение громадного количества фактов о происхож­дении, структуре и динамике окружающей среды.

До Вернадского организмам тоже отводилась определенная роль в жизни Земли. Среди осадочных пород выделяли особо органогенные породы: угли, ракушечники, диатомиты, торф и др. Однако подавляю­щее большинство других пород не связывали с деятельностью орга­низмов. В особенности, как считали, не было никаких оснований свя­зывать с жизнью граниты. Поэтому высказывание Вернадского о том, что граниты — это былые биосферы, многим показалось абсурдным. Причина этого — в рассмотрении биологами ОТДЕЛЬНОГО живого существа, роль которого представлялась весьма малой по сравнению с грандиозной деятельностью неживой природы: работой рек, лед­ников, ветра...

Вернадский ввел в науку понятие «живое вещество», — стало возможным оценить деятельность живого на планете в целом. «Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы био­сферы, действенная его энергия по сравнению с энергией косного

31

вещества в историческом времени огромна. Захватывая энергию Солнца, живое вещество создает химические соединения, при рас­падении которых эта энергия освобождается в форме, могущей про­изводить химическую работу».

С 1915 г. идея живой материи приобретает у Вернадского прак­тическое значение, экономический и социальный аспекты в связи с его деятельностью в КЕПС.

На Украине Вернадским организованы первые экспериментальные работы по живому веществу. Обнаружено, что химический состав живых организмов зависит от химизма среды обитания. Живое ве­щество имеет избирательную способность по отношению к химиче­ским элементам. Вернадский предложил различать экологические типы растений. Экспериментальные работы проводятся в лаборато­рии по живому веществу (организованной с помощью А. Душеч­кина — впоследствии академика АН УССР — на базе бывшей ла­боратории сахарозаводчиков), в лаборатории технической химии Киевского университета, в лаборатории Таврического университета, на Салгирской плодоводческой станции, в ботаническом кабинете Киевского университета (под руководством доцента Н. Г. Холодного здесь велись работы по выделению чистых культур диатомовых во­дорослей).

Киевское общество любителей природы оборудовало для научной работы Старосельскую биологическую станцию, арендовавшую уча­сток в районе урочища «Черторой». Из-за угрозы смыва станции при разливе Днепра ее позднее перенесли в район села Староселье (10 км от Киева) в урочище «Гористое». В конце 1921 г. станция была пере­дана Украинской Академии наук. Именно здесь Вернадский при изу­чении водорослей фиксирует явления, позже названные им «сгуще­нием живого вещества», «давлением жизни», «всюдностью жизни». На Старосельской биологической станции началась многолетняя дружба и научное сотрудничество Вернадского с Холодным. Эвтро­фикация и бурное развитие водорослей убеждает его в интенсивности размножения низших организмов. 27 ноября 1919 г. в дневнике по­является запись: «Работал над живым веществом. Иногда мне ка­жется, что вся эта работа очень мало дает в результатах и что я не справлюсь с тем ее размахом, какой даю я в ней. Нахожу новые и но­вые пропуски и убеждаюсь в ошибочной оценке сделанного до меня. Встречаешь свои мысли и постоянно их находишь — иногда совер-

32

шенно неожиданно. Сколько моих мыслей, действительно «моих». Сколько их возникло из фактов или из чтения? Сколько из них воспо­минаний прочитанного или услышанного, отзвучавших иначе, чем у других, в моей душе? И сейчас для идеи о количественном постоян­стве жизни я все нахожу новых и новых предшественников. Можно дать связную картину людей, подходивших к этой идее в прошлом, и это мнение было для меня мерилом того, что я далеко не охватил сделанного до меня. Нет истории этой идеи? Никто не проводил ее последовательно? Оказала она то влияние на человеческую мысль, какое мне в ней видится?»

Летом 1884 г. Вернадский изучает почвы Украины. В 1890 г. он обследует почвы Кременчугского уезда Полтавской области. В ча­стых геологических и минералогических экскурсиях он продолжает анализировать почвенные условия в различных районах страны, за рубежом. Участвует в составлении первой в России 10-верстной поч­венной карты Полтавской губернии. Впервые ставит перед почво­ведами и геохимиками задачу изучения образования почв как мощ­ного геохимического механизма нашей планеты. Почва приобретает у Вернадского новый, биосферный смысл; в особенности уникальна его работа о влиянии деятельности роющих животных на физические и химические свойства чернозема.

Живое вещество превращает происходящие в почве химические процессы в биогеохимические, нарушает соотношение между почвой и подпочвой, влияет на зернистость и рыхлость почвы. Вернадский указывает на зависимость вертикальной миграции почвенного насе­ления от суточного вращения Земли и времен года, называет основ­ные направления исследований влияния живых организмов на почву: роль живого вещества в формировании физических и химических свойств почвы, роль живого вещества в формировании почвенных дисперсий, роль живого вещества в процессе концентрации и рассеи­вании химических элементов в почве и др.

Определение в почве редких химических элементов поможет ис­следованию биологических процессов, так как почва является един­ственным источником редких элементов для сухопутных организмов. Анализировать почву необходимо со всем ее содержанием, со всеми

33

ее организмами, их остатками и другими органическими материа­лами. «Вероятно большая часть химических элементов находится в ней в виде живых организмов. Живое вещество не только управляет химическими процессами почвы, но и само входит в ее состав».

Вернадский изучает радиоактивные элементы во всех объектах окружающей среды. По его мнению, это поможет понять многие проб­лемы, связанные с геологией и геохимией планеты, более целенаправ­ленно вести поисковые работы на радиоактивные элементы.

С развитием работ все большее внимание у него привлекает во­прос о космической роли живой материи. Лишайники на горных по­родах: Вернадский впервые изучает их в связи с их способностью изменять лучеиспускание и нагревание горных пород. Затем он обна­ружил связь между стадиями разрушения пород и семействами или родами поселявшихся на них растений. Не являются ли лишайники и мхи своеобразными космическими агентами, влияющими на теп­ловой режим нашей планеты? «Ибо биосфера является той единствен­ной земной оболочкой, в которую непрерывно проникают космиче­ская энергия, космическое излучение и прежде всего лучеиспускания Солнца, поддерживающие динамическое равновесие, организован­ность: «биосфера <=> живое вещество».

В истории биосферы выделяются четыре крупных этапа: появле­ние первичных автотрофов (новый способ питания, важнейший ком­понент биосферы); возникновение животных с кальциевым скелетом (усиление одной из биогеохимических функций); формирование лес­ных биогеоценозов (возникновение биогеоценозов, наиболее эффек­тивно осуществляющих аккумуляцию солнечной энергии); создание ноосферы (резкое изменение всех биогеохимических и энергетических процессов в биосфере).

Продолжением его мыслей об истории биосферы стал доклад «Об ус­ловиях появления жизни на Земле», прочитанный Вернадским 12 де­кабря 1930 г. в Ленинградском обществе естествоиспытателей. В этом докладе Вернадский дал четкое разграничение биогеохимических функ­ций биосферы. Весь набор геохимических функций биосферы осуще­ствляется всеми организмами в целом. В конце доклада ученый утвер­ждает: «Лишь со времени выступления в биосфере цивилизованного человечества один организм оказался способным одновременно вызы­вать разнообразные химические процессы, но он достигает это разумом и техникой, а не физиологической работой своего организма».

34

Наблюдая пласты древних осадочных пород, залежи известняка, железных и марганцевых руд, каменного угля, основоположник гео­химии хорошо понимал роль живого вещества в их образовании. И вот что привлекло его внимание. Исследуя глубокие, самые древние пласты Земли, в которых были обнаружены следы живого вещества, он всегда встречал мощные проявления природопреобразующей дея­тельности живых организмов. Данные палеогеологических изыска­ний, считал Вернадский, — свидетельство множественности проявле­ния жизни во всех горизонтах времени. Высока интенсивность работы разнообразных форм живого вещества, как далеко в прошлое мы бы ни возвращались. Это не может быть характеристикой только про­цесса эволюции, начатого одним только организмом или небольшой группой однородных организмов. Так около 60 лет назад Вернадский закладывает научные основы полифилии — гипотезы об изначаль­ном многообразии жизни.

Земная кора представляет собой преобразованные остатки былых биосфер. Окаменевшими продуктами жизнедеятельности являются громадные залежи горючих ископаемых, осадочные породы и, воз­можно, гранитная оболочка Земли.

Вернадский выдвинул идею об эволюции биосферы как результате постоянного взаимодействия органического мира и окружающей его среды в процессах круговорота вещества и трансформации энергии: «Эволюционный процесс живых веществ непрерывно в течение всего геологического времени охватывает всю биосферу и различным обра­зом, менее резко, но сказывается на ее косных природных телах. Уже по одному этому мы можем и должны говорить об эволюционном про­цессе самой биосферы в целом». Им выделены в эволюции биосферы следующие основные тенденции: расширение области миграции эле-

35

ментов в результате захвата жизнью все новых зон обитания; усиле­ние преобразующего влияния жизни на окружающую среду; общее ускорение темпов миграции элементов; появление качественно но­вых форм миграции элементов, непосредственно не связанных с обме­ном внутри организмов; резкое усиление отдельных биогеохимиче­ских функций; концентрация громадного количества солнечной энер­гии в приповерхностной оболочке Земли; общее усложнение струк­туры биогеохимического круговорота, связанное с появлением новых потоков миграции элементов.

Вернадский считал, что основная задача в изучении эволюции биосферы заключается в установлении связи эволюции видов с эво­люцией биосферы. Эти процессы характеризуются едиными призна­ками, к которым он относил биомассу, химический состав и геохими­ческую энергию. Видообразование рассматривается им не только как изменение морфологических и физиологических признаков организ­мов, но и как изменение их веса, химического состава и геохимиче­ской энергии. Для измерения влияния организмов на среду Вернад­ским введено понятие «геохимическая энергия» и предложены фор­мулы для ее вычисления. В результате эволюции биосферы в поверх­ностных оболочках Земли накапливается энергия. Ее увеличение про­исходит в результате: фотосинтеза и выделения кислорода, обладаю­щего высокой химической активностью; захвата растениями новых областей жизни, превращения их в области аккумуляции солнечной энергии в процессах фотосинтеза; аккумуляции солнечной энергии в горючих ископаемых и биогенных минералах.

Огромная, многогранная деятельность Вернадского, его без­заветный труд на ниве науки, многочисленные рукописи и работы, хранящие его творческое наследие, еще не изучены должным обра­зом. Чем глубже проникают историки науки в замыслы и дела уче­ного, тем яснее становятся масштабы этой незаурядной личности, тем более значительными оказываются высказанные им идеи, наме­ченные им перспективы. Среди таких, недостаточно глубоко понятых современниками и актуальнейших ныне мыслей ученого — суждение В. И. Вернадского о закономерном переходе биосферы Земли в ноо­сферу.

36

Небольшая работа, содержащая фундаментальные идеи о ноо­сфере, была написана в 1944 году, незадолго до смерти академика. По сути дела, перед нами — завещание ученого. Вернадского глу­боко волновали выводы, которые он сделал из событий, свидетелем и участником которых ему довелось быть в течение жизни. Ненавидя войну, как только может ненавидеть ее ученый и гуманист, всю жизнь свою положивший на достижение блага для всех людей, он остро осо­знавал пагубность милитаризма. Значительно раньше многих своих коллег по научной деятельности понял он и возможные последствия бурно развивающейся технической практики, всемирный, глобальный характер ее влияния на естественные процессы, происходящие в био­сфере.

Но Вернадский не только предупреждал мир, людей о грозной опасности, которую таит в себе бесконтрольное и бездумное вмеша­тельство в естественный кругооборот вещества, во взаимодействие физической, биологической и химической форм движения материи на планете, — он подсказывал и пути, которыми надлежит продви­гаться вперед, чтобы избежать гибельного для живого вещества по­давления природы. Необходимо осуществить планомерный, проду­манный, руководимый Разумом переход от биосферы к ноосфере. НОО — разум. Значит, ноосфера — это целесообразно выстроенная, развивающаяся под руководством Разума, под влиянием плановой человеческой деятельности оболочка планеты Земля, объединяющая в целостную систему все рассматриваемые до сих пор раздельно обо­лочки — литосферу, гидросферу, атмосферу и биосферу. Заложенные Вернадским основы учения о ноосфере — великое достижение чело­веческой мысли, стремящейся преодолеть современные всемирные (глобальные) кризисы человеческого общества, среди которых на од­ном из первых мест — экологический кризис.

Термин «ноосфера» предложил в 1927 г. Е. Леруа. Под ноосферой он понимал закономерный этап в развитии органического мира, когда доминирующая роль в биосфере принадлежит духовному творчеству человека и продуктам его труда. Ноосфера Вернадского — также закономерный этап в развитии биосферы, но в его пределах разум че­ловека становится общепланетарной силой, преобразующей лик Зем­ли: «В XX веке впервые в истории Земли человек узнал и охватил всю биосферу, закончил географическую карту Земли, расселился по всей ее поверхности. Человечество своею жизнью стало единым целым».

37

Вернадский применяет понятие «ноосфера» с середины 30-х го­дов, причем в строго материалистическом смысле. Ноосфера Вернад­ского — это не отвлеченное царство разума, как ее объясняли П. Тей­яр и Е. Леруа. В ноосфере человек преобразует Землю не только в соответствии со своими потребностями, но и с учетом законов био­сферы; ноосфера — естественное тело, компонентами которого будут литосфера, гидросфера, атмосфера и органический мир, преобра­зованные разумной деятельностью человека (в последующем в ноо­сферу должно будет включено и космическое пространство). Главные движущие силы этих процессов — народные массы, опирающиеся на достижения науки. Союз науки и народных масс — решающий фактор создания ноосферы. В XX в. слились в единый поток величай­шие научные и социальные преобразования. Большая роль отводится науке: «Перед учеными стоят для ближайшего будущего небывалые для них задачи сознательного направления организованности ноо­сферы, отойти от которой они и не смогут, так как к этому направляет их стихийный ход роста научного знания». В одной из работ акаде­мика А. Л. Яншина перечисляются шесть основных условий (пред­посылок) образования ноосферы: 1) превращение человечества в единое целое; 2) преобразование средств связи и обмена; 3) откры­тие новых источников энергии; 4) подъем благосостояния трудящих­ся; 5) установление равенства всех людей; 6) исключение войн из жизни общества.

Но важен для нас факт, что идеалы нашей демократии идут в уни­сон со стихийным геологическим процессом, с законами природы, отвечая ноосфере.

Можно смотреть поэтому на наше будущее уверенно. Оно в на­ших руках. Мы его не выпустим».

Сразу после создания Украинской Академии наук Вернадский впервые в мировой научной литературе заявил о влиянии деятель­ности человека на развитие биосферы и опасность ее разрушения. Эта проблема особенно актуальна сегодня. В наши дни свыше 5 мил­лиардов людей живут практически на ВСЕЙ Земле. Даже нечелове­чески суровые ледяные плато Антарктиды пересечены сегодня гусе­ницами тракторных поездов. Человек осуществляет реакции, несвой­ственные биосфере, получает вещества, никогда в ней не существо­вавшие и часто неустойчивые. Даже небольшой технологической ошибки, аварии достаточно, чтобы вызвать бедствия на обширных территориях. Так чтобы превратить Балтийское море в биологическую пустыню, в него достаточно вылить 200 тысяч тонн нефти, — то есть

38

столько, сколько было потеряно во время аварии танкера в марте 1978 г. у берегов Франции. При современных темпах сжигания кисло­рода биосфера вскоре будет не в силах восполнить его дефицит: через 100 лет, если не принять сегодня ограничения, в атмосфере будет ки­слорода не 21 %, как сейчас, а всего лишь 8%. Глобальное проявление экологического кризиса требует научно обоснованных концепций и предложений по рациональному природопользованию. Учение о жи­вом веществе, о биосфере и ноосфере приобретают значение теорети­ческой основы охраны и экологической оптимизации окружающей среды.