Впервые мы увидели нашу планету целиком со стороны во время путешествия астронавтов на Луну, как медленно встающий на абсолютно черном небе огромный бело-голубой шар. Планета наша оказалась действительно голубая. Теперь-то ее общий образ мы видим ежедневно на экранах телевизоров и воспринимаем как привычный.
Но о том, что мы увидим не твердый шар планеты, а ее биосферу, Вернадский предполагал, даже знал уже в 1926 году. Так и написал в первых строках своей главной книги: “Своеобразным, единственным в своем роде, отличным и неповторяемым в других небесных телах представляется нам лик Земли – ее изображение в Космосе, вырисовывающееся извне, со стороны, из дали бесконечных небесных пространств.
В лике Земли выявляется поверхность нашей планеты, ее биосфера, ее наружная область, отграничивающая ее от космической среды”. (Вернадский 1994А, с. 317).
Биосфера есть форма космического бытия ЖВ. А планета – производная форма твердого тела от этой формы. Кажется совершенно невероятным, но надо и придется привыкать к мысли, что наша планета сделана, есть в некотором смысле основное произведение биоты. Такова общая цель жизни, закономерная функция совокупности живого, которую можно вывести из схемы, которую Вернадский впервые в общих чертах зафиксировал в “Биосфере”. И первые же его количественные выводы заставляют нас перевернуть свой взгляд о ничтожной пленке в двадцать метров на гигантском теле планеты. Скорее наоборот, планета предстала крохотным шариком внутри огромного тела биосферы, меньше чем жемчужина внутри раковины моллюска.
Сначала при мысли о ней у Вернадского возник образ механизма, о котором уже говорилось, и возник недаром. По всей видимости, он испытал те же чувства, что и основатели небесной механики, создавая свои законы движения планет. Движение астрономических тел было для них и сегодня еще остается для нас, по сути дела, недосягаемым образцом естественной точности и достоверности, с которым не сравнится ни одно расписание поездов. Созерцание изумительного порядка от движения планет по своим закономерным орбитам, что можно великолепно расчислить с сугубой точностью вперед и назад на годы и тысячелетия, внушала радость.
Идея биосферы вызывала у Вернадского не меньшую радость. Оказалось, что гигантское разнообразие ЖВ на поверхности планеты, еще далеко не все описанное натуралистами, есть только оборотная сторона железного закономерного и всегда однозначного стройного порядка. Совсем недаром возник у него образ механизма, означавшего машину, космический аппарат, имевший одну-единственную цель, согласно которой все частные задачи, выполнявшимися отдельными отрядами ЖВ, согласованы между собой лучше, чем органы в организме. Оставшиеся его собственные свидетельства о самозабвенной работе над проблемой количественной оценки ЖВ, которую он вел в 1925 году в городке Бур ла Рен на севере от Парижа, где он “вычислял иногда сплошь днями”, показывают увлеченность его новой творческой идеей и удовлетворение ее решаемостью с новых позиций целостности.
Кажется банальным, что все живое размножается. Но при всем разнообразии экологических задач отдельных видов организмов функция размножения есть самая главная функция, поскольку она наиболее мощно изменяет окружающую среду. Известная формула Мальтуса, пишет Вернадский, по которой человек размножается в геометрической прогрессии, а продукты питания в арифметической, не точна, поскольку все продукты питания тоже представляют собой живые организмы и они тоже по большей части размножаются в геометрической прогрессии. “Эти вычисления выявляют, без сомнения, общий факт: размножение всех организмов – многоклеточных и одноклеточных – может быть выражено различными определенными геометрическими прогрессиями”. (Вернадский 1994А, с. 561).
Ясно, что увеличение числа особей, обладающих определенной массой, есть могущественная, исключительная и не имеющая никаких аналогов в мире материальная сила – сила размножения организмов. Вернадский обнаружил, что она обладает определенной инерцией. Каждый организм на Земле без исключения обладает потенцией дать максимальное потомство, каждая особь которого обладает такой же потенцией дать максимальное потомство. Что можно сказать об этой силе? Что она ограничена только размерами места обитания и условиями среды.
Но наука должна оперировать предельными случаями, чистыми условиями, потенциальными возможностями. На таком принципе выстроилась механика, то есть на оперировании идеализированными условиями для своих формул движения, не принимающими в расчет трение, сопротивление воздуха, других сред, и только получив такие идеальные формулы, можно с ними работать и уже потом брать поправки, вводить коэффициенты и т.п. Вернадский ввел такой же принцип и для ЖВ. Размножение организмов, размышлял он, можно выразить в таких же предельных, идеализированных, определяемые не внешними условиями, а внутренними закономерностями ЖВ, предельные случаи. И он начинает искать, находит и обобщает разрозненные, скудные еще в то время в биологии факты продуктивности диких и культурных растений и животных, сделанные совсем для других целей в различных, не связанных никакой общей методикой, исследованиях и только его огромная эрудиция и могучая интуиция связали все их воедино. Оказалось, что предельные абсолютно закономерные значения размножения есть. “Для каждого вида и каждой расы существует максимальное размножение, которое никогда не может быть превзойдено. Оно дано потенциальным или оптимальным размножением. Это константа, независимая от среды”. (Вернадский 1994А, с. 569). Константа, независимая от среды. Мы привыкли видеть вокруг себя это колеблемое ветром, нежное зеленое покрывало и оно никогда не ассоциировалось с силой. Сила вызывает в памяти что-нибудь твердое, большое, жесткое и устойчивое. А оказывается, ничего более сильного и устойчивого нет, чем мягкое, нежное и трепетное. Описательная наука внедрила в наше сознание понятие о приспособлении жизни к среде, а оказывается, не жизнь цепляется за среду, а живое, подчиняясь более сильным законам, владеет, создает ее своими “слабыми” телами.
Сила и величина размножения зависит от размеров организма, а не от случайных ограничений. Связь между размерами организма и силой размножения обратно пропорциональная: чем меньше видовая особь, тем более могучая ей дана способность плодиться. Простейшие и микробы подчиняются одной формуле, которую вывел Вернадский:
Nn = 2 n D,
где Nn означает число особей, образовавшихся этим путем в n дней;
n – число дней с начала процесса;
D – число поколений в течение одних суток. (Вернадский 1994А, с. 581). Эта формула является удобной для одноклеточных организмов, которые бесконечно делятся. Более обобщенная формула, подходящая для всех без исключения организмов, опубликована им через год: 2 n D = Nn. (Вернадский, 1992,, с. 82)
Из данной формулы Вернадский находит многочисленные производные формулы – интервал между поколениями, время, необходимое для того, чтобы организм заселил полностью земную поверхность, скорость, с которой организм передвигается путем деления по поверхности земли и многое другое. Например, оказалось, что вибрион холеры способен путем размножения в пределе передвигаться со скоростью звука.
Таким образом, “весь этот бесчисленный мир живых организмов распространяется по Земле без перерыва в течение миллионов лет медленным или быстрым движением сообразно непреложным числовым законам. Эти законы могут и должны быть установлены, ибо только они позволяют нам связать явления, на первый взгляд столь далекие одно от другого, как явления астрономические и биологические”. (Вернадский, 1994А, с. 579).
Тем самым впервые после Ньютона в науке определен другой, новый вид движения, не относительного движения, происходящего под действием силы, действующей на тело извне, а посредством развертывания, разверзания внутренних потенций тела, живого тела. Не будет никакого преувеличения сказать, что этот род движения есть независимое движение, происходящее по другому закону, нежели механическое и подчиняющееся другим правилам, определяемое внутренними силами. Тот e lan vital, о котором говорил Бергсон, теперь обнаружил свою природу, свои правильные числовые соотношения и свой невероятный, регулярно действующий напор. Вернадский назвал его давлением жизни. Все организмы своим избыточным, невероятным размножением оказывают давление, натиск, напор на все вокруг существующее без разбору: на физические объекты, на газы, воду, на другие организмы. Тем самым создается космических размеров клубок, но не хаотически сплетенный, а закономерно увязанный, где благодаря давлению всех на всех и все нет пропусков, где все ниши заняты, где все возможности существовать заполнены. И все условия для жизни – давление, температуры, химическая обстановка, силикатные конструкции только кажутся созданными заранее, на самом деле они создаются ЖВ. Образуется астрономических размеров тело, в котором неживая часть биосферы в виде планетных слоев является только скелетной отжившей частью, наращиваемой сверху.
Употребив прием предельных значений, Вернадский пришел к окончательному выводу, что размножение живых организмов в биосфере реальной ограничен размерами поверхности планеты и газовой средой (но не пищей в традиционном понимании) и потому минимальная скорость размножения и средняя скорость совпадают. Этот вывод и является окончательным. “Случай не играет никакой роли в механизме биосферы и в жизни. Скорость передачи жизни в биосфере различных видов живого вещества регулируется массой свободного кислорода, который сам является продуктом и проявлением жизни”. (Вернадский 1994А, с. 602).
Он рассматривает множество аспектов и следствий скорости передачи жизни, прежде всего геохимических, то есть те изменения атомно-молекулярного и минерального состояния окружающей среды, которое вносит в нее ЖВ своей жизнедеятельностью.
Поэтому кроме потенциальной скорости размножения, то есть наращивании массы посредством идеальной, чисто теоретической скорости размножения, имеющей лимит только во внутренних биологических закономерностях деления клеток, существует реальная природная средняя скорость деления клеток, инициирующая движение ЖВ. Вернадский называет ее стационарным состоянием ЖВ, дающее стационарное среднее число неделимых особей, которое будет достигнуто при захвате всей планеты. Тогда вся геохимическая энергия данного вида перейдет в потенциальную энергию размножения, или в потенциальную биогеохимическую энергию. Это земная константа, которая в условиях другой планеты будет другой, зависимой от физических и химических параметров ее. (Вернадский, 1992, с. 86). Эта константа и есть причина инерции, ускорения тел и преодоления ими сопротивления среды, которая при определенных условиях переходит в актуальную энергию и которой Вернадский предлагает мерить ЖВ. Что такое скорость передачи жизни? “Очевидно, это не будет скорость размножения или та скорость растекания по земной поверхности размножающейся толпы организмов, о которой я говорил. Она будет мерить передвижение по земной поверхности силы, способности производить геохимическую работу, причем эта способность неизменна и ограниченна для каждого вида..., и она передается с неизменным темпом...” (Вернадский, 1992, с. 87).
Где же останавливается этот напор? Каковы реальные размеры биосферы в данном случае? Вернадский определил пределы биосферы – верхнюю и нижнюю, а также ее массу. А какова поверхность биосферы Земли? Конечно, Вернадский оценил ее крайне приблизительно и только размеры сферы, образуемой растениями. Каждое дерево и куст занимает на поверхности почвы определенную площадь, но их листья и ветви, будучи развернутыми, заняли бы площадь в сотни, в тысячи раз больше своей тени, своей проекции на грунт. Любой лес, а особенно тропический, на каждом квадратном метре своей территории имеет гигантское, причем предельное и закономерное, поскольку заняты все горизонты сверху донизу, пространство зеленых поверхностей.
То же происходит и в океане, где зеленый хлорофилльный планктон и водоросли, особенно в местах скоплений типа Саргассова моря занимают громадный объем, при двумерном развертывании увеличивающий площадь земного шара во много раз. Вернадский назвал эту подлинную поверхность планеты трансформационной, т.е. рабочей поверхностью. Оказывается, что в зависимости от сезона площадь планеты больше ее геодезической поверхности на три порядка и больше чем на порядок площади самой большой планеты солнечной системы Юпитера. И если обычная площадь сфероида Земли занимает ничтожную часть поверхности Солнца, то ее зеленая поверхность дает цифры совсем другого, вполне сравнимого порядка – от 0, 86 до 4,2 % площади светила. (34).
Таким образом, биосфера оказывается не слабой плесенью на могучем теле планеты, а самым большим телом солнечной системы кроме, может быть, самого Солнца и поскольку ее поверхность больше геодезической поверхности нашей планеты в тысячи раз, последнюю можно действительно представить как крохотный шарик, завернутый, укутанный в спасительные, охранительные и живительные слои биосферы. Вернадский учитывает при оценке всего лишь поверхность фотосинтезирующих организмов, а если прибавить к ним животных и не фотосинтезирующих бактерий, цифры размеров биосферы еще увеличатся. Вероятно, нельзя сбрасывать со счетов и поверхности, активно наращиваемые на планете человеком. Его цивилизационная деятельность, строительство дорог, мостов, туннелей, зданий и других сооружений, причем не пустых, а глубоко структурированных, с гигантским количеством перегородок внутри создает пористую поверхность Земли и еще более увеличивает ее площадь. Кажется, что существует отличие между поверхностями зеленых листьев и стенами, первые живые, а вторые мертвые. Однако это не так. Произведения человека, конечно, косные по своему материалу, н имеют значение энергетическое прежде всего, потому что изменяют энергетический баланс и потоки тепла. А что еще более важно, возможно, стены все до одной имеют информационное значение, что выше по иерархии ценностей, чем поверхность энергетическая. Этот упорядочивающий аспект деятельности в целом еще совсем количественно не исследован, только в случайном порядке в теоретических исследованиях архитекторов, в инженерной геологии и в информатике.
Если бы формулу размножения вывел биолог, он ограничился бы указанием на среду, на пищу, которая есть в среде и наличие которой могло быть служить ограничением для размножения. Но как выяснил Вернадский, настоящим ограничением служит не питательный субстрат, а газ. Газовая фракция есть определенная составляющая часть любого организма и в мире жизни, особенно микроскопической, идет самая настоящая, беспощадная и подлинная война за газ, за возможность дышать. И как мы увидим далее, это имеет решающее значение в образовании времени и пространства.
Вернадский не биолог, а геохимик. То, что биолог называет пищей, для него атомы, из которых состоит планета и эти атомы, как выяснилось, имеют прямое и непосредственное отношение к ЖВ: это одни и те же атомы, текущие непрерывным током из среды в организмы и обратно в среду. Эту главную черту “экономии природы” уловил уже русский натуралист Карл Бэр, очень близко подошедший к понятию биосферы, ему просто не хватило наличного уровня наук для создания понятия. Это ток атомов, “вихрь”, как его называл Кювье, инициируется кроме размножения, еще и питанием, и дыханием организмов. Только за один год через трансформационную поверхность биосферы, собственный вес которой ничтожен по сравнению с массой земной коры (до 16 км мощности), проходит количество атомов, не только сравнимое с нею, но значительно превышающее ее. Холерный вибрион силой своего размножения в потенции может нарастить массу земной коры примерно за 40 часов, что для геологического времени кажется вообще ничтожным и не заметным, но результат чего вполне заметен. И даже медлительный слон даст ту же массу за 1300 лет. (Вернадский, 1994А, с. 340 – 341). В реальности никакому организму не хватит газа, чтобы развить такую свою потенциальную предельную скорость размножения. В реальности тем не менее массу, равную массе земной коры, – 20 24 г – тела ЖВ биосферы пропускают через себя несколько раз в год. (Вернадский, 1994А, с. 350).
А поскольку у биосферы времени много, мы не знаем сколько, то вся масса земного шара, вероятно, не один раз прошла через организмы, на нем жившие. Можно ли после этого сказать, что жизнь создалась на Земле путем химической эволюции и не реалистичнее ли и проще думать, что земной шар в каком-то смысле является произведением биосферы? Вернадский не делает такого чересчур прямого вывода, он просто говорит, что весь характер структур Земли был бы другой, если бы не жизнь. Вся химия планеты производна от химии ЖВ.
Вот явление какого масштаба охвачено в новом понятии – биосфера. И когда Вернадский представил себе работу этого феномена в течение геологического прошлого, а он все-таки минералог и геохимик и ему эта работа представлялась ярче, чем кому бы то ни было, – он не мог не сказать об этом механизме, на который геологи не обращают внимания. Планета не является материнским телом или домом обитания жизни, а составляет с биосферой единую систему, в которой все структуры, все геосферы не случайны и определяются жизнедеятельностью ЖВ.
В предисловии к классической “Биосфере” он писал: “Не предрешая существования механизма планеты, согласованного в единое целое бытия ее частей, он (автор - Г.А.) пытается, однако охватить с этой точки зрения имеющуюся эмпирически научно установленную совокупность фактов и видит, что при таком охвате геологическое отражение жизни вполне отвечает такому представлению. Ему кажется, что существование планетного механизма, в который входит как определенная составная часть жизнь, и, в частности, область ее проявления – биосфера, отвечает всему имеющемуся эмпирическому материалу, неизбежно вытекает из его научного анализа”. (Вернадский, 1994А, с. 316). И далее: “Века и тысячелетия прошли, пока человеческая мысль могла отметить черты единого связного механизма в кажущейся хаотической картине природы”.(Вернадский, 1994А, с. 322).
Итак, каковы же главные движущие части необычайного механизма? Горючим его является солнечная, иная космическая энергия и энергия химических связей, запасенная ранее, главным рабочим циклом – размножение, плюс питание, жизнедеятельность (перемещение разного рода вещества), дыхание. Этими действиями живые сообщества прокручивают сквозь свои бесчисленные тела такое количество вещества и энергии, что недаром пришли на ум Вернадскому сравнения с астрономическими масштабами. Всю эту массу атомов живое вещество превращает в некие химические соединения, которые оказываются насыщенными энергией химических связей. Конечно, лишь небольшая их часть уходит с дневной поверхности. Оседая в бассейны захоронений, осаждаясь на дне, эти рыхлые насыщенные водой, газами, и, следовательно, высокоэнергетические осадки постепенно структурно преобразуются в слои литосферы под действием все новых и новых фильтрующихся и наслаивающихся сверху частиц. Из них последовательно, в соответствии с силой давления под действием гравитации, отжимаются вода и газы, породы кристаллизуются, превращаясь во все более плотные, тяжелые, сухие, упрощающиеся в строении и теряющие поэтому внутреннюю энергию. Высвобождается энергия в виде тепла, двигаясь вверх с газами и водой вверх, а твердые фракции движутся вниз движутся вниз. Не по реальным породам стекают или проникают вниз, а становятся низом по уровню давления. Возникают и растут гранитовая, ниже базальтовая и другие оболочки планеты. Создание учения о слоистости земного шара, покрывающих сфероид оболочках стало со времен создания учения о биосфере предметом сугубого научного внимания Вернадского в течение всей оставшейся жизни. Его доклад о геологических оболочках планеты, которые, должны были, по его мысли, сменить представление о земной коре, прочитанный 18 февраля 1942 года, стал последним прочитанным им самим публичным докладом в его огромной научной жизни. (Вернадский, 1942, 1959, с. 90 – 102). Понятие “кора” возникло из наивных космогонических представлений о горячей Земле и об остывании ее, когда на поверхности образуется окалина, остывающая пленка. Планета никогда не была раскаленной, никогда не остывала и не разогревалась, говорит Вернадский. Она всегда была по космическим температурам теплая. Представления об эволюции температуры ушли в прошлое уже с открытием естественной радиоактивности, энергии которой достаточно для объяснения внутреннего тепла Земли, а ныне такое объяснение уже невозможно без привлечения понятия о биосфере.
Углубившись в запутанную, сложнейшую картину движения вещества и энергии в пределах биосферы и за ее пределами в других оболочках планеты, Вернадский под влиянием своей генеральной биосферной идеи научно выразил ее существенные черты в двух тесно связанных между собой учениях – о биогеохимических функциях живого вещества и о геохимической цикличности. Биогеохимические функции ЖВ – немногие операции, которыми занято ЖВ: газовая, восстановительная, кислородная, кальциевая, концентрационная, “задача” разрушения органических веществ и несколько других. (Вернадский, 1994А, с. 458 – 459). Это и есть то занятие, которым увлечены организмы на самом деле. То есть они производят кислород или водород, воду, собирают или разлагают различные вещества. И если есть, например, функция концентрации какого-либо элемента или соединения, должна быть и противоположная ей, иначе этого вещества станет настолько много, что биосфера сама себя отравит. Вот почему биосфера – это высокоорганизованная экологическая система. Она строится по принципу организма, где органы дополняют друг друга, обслуживают своим функциям друг друга. Поэтому значение произведенного количества каждого отдельного вещества остается на Земле постоянным, или не переходит некоего опасного верхнего, как и нижнего предела, как константно и количество самого ЖВ, утверждает Вернадский. Все эти количества регулируются автоматически.
Тесно связано с понятием о функциях представление о геохимических циклах. То что биологи называют питанием, а экологи – трофическими связями, для биогеохимии есть движение атомов вещества через поверхностные оболочки планеты – закономерное движение атомов по кругу. Биота в целом похожа на циркового артиста, который стоит в центре арены, а вокруг нее по кругу бегают лошади. Лошади бегут, погонщик щелкает кнутом. Лошади – элементы, кнут – энергия, которой ЖВ заряжает атомы и они отправляются в самостоятельное путешествие по геосферам, пока не растеряют свою энергию в химических превращениях и не появятся снова в на арене, то есть на поверхности планеты. Одни оборачиваются быстро, другие уходят на долгие тысячелетия, все зависит от множества факторов: распространенности элемента, его соединений, от концентрации его в биосфере и в живых организмах. Одни атомы называются биофильными, то есть они широко распространены в ЖВ, другие редки. Ясно что последние – более тяжелые, радиоактивные атомы. Но важно, что от водорода и до урана, а с человеком и до созданных им заурановых видов атомов – все элементы и их изотопы участвуют в этом великом круговороте.
Учения о геохимических функциях и циклах привели его к новому неожиданному выводу: понятие “механизма”, которое пестрило сначала на страницах его трудов, мало соответствует биосферной реальности и действию живого вещества на косное. Выпуская в 1940 книгу “Биогеохимические очерки”, Вернадский во всех статьях двадцатых годов слово “механизм” заменил на “организм” или “организованность биосферы”, оговорив каждый случай в сноске. Только в самой “Биосфере”, поскольку при жизни по-русски после 1927 года она больше не издавалась, “механизм”, к сожалению, остался. Так к 1940 году в его творчестве гео- и биоактуализм окончательно соединились.
В самом деле. “Механизм” символизировал “железную” неотвратимость материального процесса запуска геохимических циклов. Однако функции живого вещества сочетались между собой не как строго подогнанные части машины, а как внутренние органы большого сложного организма, по принципу дополнительности до целого. Детали механизма сами собой не заменяются. Если они сломаются, их надо выбрасывать и если это некому сделать, машина останавливается из-за выхода из строя любого, даже малейшего узла или рычага. Функции живого вещества оказались более реальны, более устойчивы, чем исполняющие их виды живых организмов. Они выполняются надежно, автоматически, по неизвестному тогда, а только интуитивно ощущаемому Вернадским принципу отрицательной обратной связи. ЖВ регулирует наличие свободного кислорода, углекислоты, азота, других газов атмосферы, через них – состава гидросферы и далее – состав и качество литосферы. Функции существуют миллиарды лет, несмотря на изменение до неузнаваемости внешних форм живых организмов, которые их поддерживают.
В механических траекториях любой движущийся предмет, например, комета на своей орбите в солнечной системе, или колесо в автомобиле прибывает точно в назначенное время в назначенное место. Если это не так, произойдет катастрофа для данной машины. Движение атомов и их соединений в геохимии только отдаленно напоминают траектории механических процессов. Они не круговые, не замкнуты, часть вещества по дороге теряется, уходит в “отвалы” биосферы. Вся слоистая оболочка планеты и представляет собой результат неполной замкнутости геохимических циклов и нарастает, потому что круги прерываются, не хаотически, но закономерно наращивая оболочки.
Разумеется, Вернадский очень опередил свое время, он фактически описал те закономерности, которые позже были строго оформлены новыми науками второй половины нашего века, прежде всего кибернетикой и информатикой, но, не имея их научного аппарата, не смог адекватно описать “механический организм” планеты. В сущности, они и сегодня точно не найдены, какие-то интегральные измерения единого процесса живой части планеты. Но общественное научное мнение наших дней уже склоняется к представлению, что живое не просто является составной частью планеты, хотя бы и закономерной, а управляющей, контролирующей частью планеты. (35)
Итак, идея биосферы была сформирована. И теперь Вернадскому предстояло “запустить ее в действие”, то есть представить, что законы природы действовали всегда одинаково.
1). Всегда было ЖВ, организмы никогда не зарождались из неживой материи, то есть принцип Реди в пределах наших наблюдений не нарушался..
2). Всегда ЖВ образовывало систему биосферы, функционировало только в сферической форме, как пленка жизни на шаре.
3). Всегда существовала одна и та же роль биосферы, состоящая в осуществлении определенного набора биогеохимических функций, не дававшей биосфере заткнуться и задохнуться в своих отходах, то есть действовавшая как живой автомат.
4). Всегда работала инициируемая биосферой геологическая машина, строя тело планеты и наращивая геологические оболочки.
5). Всегда в течение всего геологического времени происходили одни и те же геологические процессы, образовывались одни и те же минералы и горные породы. Принцип Хаттона действовал неизменно.
И что из всего этого следовало?
Идея биоактуализма дополнила идею геоактуализма, то есть по сути дела повысила строгость научной работы, исключила многочисленные и искажающие результаты научных исследований философские и религиозные интуитивные построения. Нет никакого периода “творения Земли”. То что сегодня происходит в биосфере, несмотря на эволюцию организмов, происходило всегда, во все века предыдущей геологический истории.
Но есть и еще одна уловка традиционного механистического редукционизма. Да, говорит он, в пределах наблюдения биогенеза нет и принцип Реди и принцип Хаттона верны. Но жизнь образовалась не в геологические, а в до-геологические времена. Прежде чем образовалась Земля, шли космические времена, а уж потом образовалась биосфера и был запущен тот геологический круговорот и началась биологическая эволюция, в которой сомневаться не приходится.
Существовали ли так называемые азойные периоды в истории Земли? С отказа именно от этого ненаучного представления Вернадский и начинает свою “Биосферу”. Ненаучного в том смысле, что оно держится только на мнениях, и на чисто теоретических модельных представлениях, а никаких эмпирических наблюдений и знаний о космических периодах нет. В предисловии, которое называется “От автора”, Вернадский говорит, что при анализе геологического значения жизни отказывается рассматривать три предвзятые идеи, которые определяют мировоззрение огромного числа ученых и в особенности влияющих на изучение прошлого планеты: во-первых, идею случайности жизни, во-вторых, идею начала жизни, и в-третьих, не будет опираться на кажущееся логически непреложной “отражение в геологических явлениях догеологических стадий развития планеты, имевшей облик, резко отличный от того, какой подлежит нашему научному исследованию. В частности, считается непреложным былое существование огненно-жидкой или горячей газообразной стадии Земли. Эти представления вошли в геологию из области философских, в частности, космогонических, интуиций и исканий”. (Вернадский, 1994А, с. 316).
В начале XX века, когда была окончательно сформирована геохронологическая шкала, занятый жизнью период занимал чуть более последних 500 миллионов лет, а весь значительно более долгий период до того назывался архей, то есть древний период. В породах, относящихся к нему, следов или остатков жизни, не находилось. Но с утончением техники исследований остатки жизни и ее следы начали встречаться все глубже и глубже. И уже во времена Вернадского этот эон начал называться археозой, то есть период древней жизни и в нем был выделен криптозой, то есть период скрытой жизни. Так его предвидение о том, что в земной коре нет слоев, в которых не было бы следов жизни, начал подтверждаться. Мы увидим позже изумительную эволюцию дальнейших твердо установленных фактов, подтверждающих эту мысль, во второй половине XX века, уже после смерти Вернадского. Мы обсудим эти факты ниже.
Но нас должны интересовать более близкие к нашей теме исследования, касающиеся не только существования жизни, но и хода времени. Вот здесь, на столкновении обыденных и традиционных мнений с твердо установленными возникает главный и всегда повторявшийся в истории знания вопрос: а шло ли время до сотворения мира? Или в новой оболочке: шло ли время до появления жизни на Земле? Еще точнее: шло ли время до того, как на планете появилась жизнь, если жизнь не произошла из инертной материи и биогенез является единственной формой появления живых организмов?
Всегда существовала очень распространенная мысль, берущая свое начало, как мы выяснили не в научных представлениях, и потому чрезвычайно устойчивая и мощная, мысль о космических периодах планеты, на которой существовали невероятные, ненаблюдаемые сейчас условия и другие законы природы. В эти космические периоды неважно как, путем ли божественного провидения, как говорит современный креационизм, или эволюционным путем, или прилетом из космических глубин с метеоритами неких спор, но жизнь появилась. Эту мысль нам всегда подсказывает чувство прогрессивного усложнения, эволюционная идея, которая изучается в школе.
“Абиогенез, по этим представлениям, – писал Вернадский, – есть одна из стадий эволюционного процесса, связанная с теми неповторяемыми и невосстанавливаемыми земными условиями, какие не повторяются и не восстанавливаются для любого эволюционного изменения организма. Мы прежде всего не можем восстановить необходимое и неизбежное для этого – время ”. (Вернадский, 1994А, с. 277).
Вот Вернадский и поставил главный вопрос: если нет биосферы, течет ли время? А если существовало время, было ли оно биологическим или какой-либо другой его формой?
Мы уже говорили в главе 9 о том, как в первой четверти XX века усилиями Артура Холмса и его сотрудников было закончено формирование.геохронологической шкалы. Идеология, по которой она была создана, заключалась, в общем, в том, что планета образовалась в рамках уже существующей солнечной системы, а затем на ней началась геологическая история. Тем самым негласно принималась механическая идея времени: в результате движений всего и вся в физическом мире время шло всегда и везде, а Земля со своими событиями геологической истории, а потом и биологической эволюции в это идущее без них время вписалась, въехала. И следовательно, существуют некое космическое абсолютное время, потом вложенное в него геологическое время, затем еще более “внутреннее” или “внучатое” – биологическое время.
Разумеется, из идеи биосферы вытекала полностью противоположная идея времени. Своим положением об отказе рассматривать догеологическую историю Вернадский возвращался к идее геоактуализма в той форме, как его выразил Хаттон: в мире нет никаких космических событий, а есть только события геологические. Вернадский продолжает эту мысль так: в мире нет никаких геологических событий, которые были бы не связаны с биологическими явлениями, более того, этими явлениями инициированных. Если каждый отдельный акт жизнедеятельности, например, размножение, есть акт движения, приводящий в движение атомы, синтез из них сложнейших химических соединений, то отсюда, а не из космических далей, начинается вся история любого куска реальности, или любого куска горной породы или минерала, любого атома газа или воды.
Сегодня такое наблюдение и обобщение, как и более строгое обобщение Вернадского существует само по себе, в особых отделах геологии или палеонтологии, или геохимии, но не является общепринятым. Любой учебник землеведения например, по которому обучаются в университетах на географических факультетах, противоречит всем этим дисциплинам, потому что не принимает в расчет биологическое время, или считает его третичным по сравнению с космической и геологической историей. Эти учебники все без исключения начинают с космической истории формирования планеты, образования ее огромного тела, причем эта часть истории совершенно гипотетична, а затем включается история геологическая: дегазация мантии и образование атмосферы, выделение воды и образование гидросферы, формирование рельефа, горообразование. А уж затем образовалась жизнь, из которой – совершенно в противоречие с вышеприведенными фактами геохимических функций биосферы – сложилась биосфера. При этом негласно, абсолютно интуитивно или предвзято принимается, что время в процессе образования планеты или дегазации или гидратации идет само по себе. А между тем еще Аристотель утверждал и развитие науки только и делало, что подтверждало его тезис: время движением безжизненных предметов не создается. Оно не может идти, как не может создаваться пространство без участия жизни. И вот теперь, после трудов Вернадского и “открытия” им биосферы оба тезиса уже не являются философскими. Они стали эмпирическими, то есть наблюдением за фактами природы под определенным углом зрения.
Какие есть основания считать возраст Земли в физическом или астрономическом смысле, безотносительном к геологической и биологической истории времени? В сущности, никаких. Авторы книги “Развитие учения о времени в геологии” приходят к такому выводу: обычные эмпирические факты геологов не привязаны ни к какой идее времени, они чисто интуитивны или в лучшем случае, когда осознают, что нужно же примыкать к какому-то пониманию времени хотя бы в стратиграфии, понимают его как принято в механике, но не в ньютоновской, а в ухудшенной посленьютоновской версии: абсолютное время создается движением планет, а каждое отдельно взятое движение измеряется относительно этого времени, реферируется просто часами, или оборотами Земли вокруг оси, то есть сутками, или движением Земли вокруг Солнца, то есть в годах. (Оноприенко и др., 1982). Иначе говоря, геологическое время сводится к банальному физическому истолкованию времени.
Нужно взять простой, элементарный акт определение возраста горной породы, чтобы понять, как непросто сказать, что такое возраст его. Он сегодня определяется двумя способами в зависимости от методов. Если эта порода осадочная, время ее образования может определяться палеонтологической привязкой к своему слою – и в данном случае не составляет трудности сообразить, что время привязывается к движению его в бывшей биосфере, то есть к тому моменту, когда оно было настоящим, “сегодня”, когда оно формировалось в биосфере. И прошедшее с тех пор время есть дальнейшая жизнь биосферы, превращение “сегодня” во “вчера”, наращивание толщины прошлого.
Сложнее с другим основным видом земных пород – с метаморфическими породами, структура которых изменена давлением и температурой в глубоких недрах. Но и эта проблема определения возраста решена была в начале нашего века, когда возникла радиохимия и радиогеология. Возраст такой породы определяется по времени радиоактивного распада, идущего как хорошие часы, с большой точностью. Но каково прошлое любой метаморфической породы? Она была породой осадочной. Осадочные слои уходят все ниже и ниже, пока не попадают в такую обстановку, когда на них начнет влиять высокая температура и давление и они изменяют свою внутреннюю структуру. И как бы мы ни старались, мы никакой “первичной” породы не найдем, мы найдем только породу, ушедшую с поверхности земли в другие нижние горизонты, и снова вышедшую на поверхность, где ее подобрал, отколол или добрался до нее бурением геолог.
Чтобы адекватно отразить этот путь любых частиц по большому или малому кругам, начинающимся в биосфере и чаще всего и заканчивающихся в биосфере, нужно обратиться к его учению об оболочках планеты. Он насчитывает десять таких оболочек: от ионосферы до металлического сдавленного ядра планеты, среди которых биосфера занимает центральное место. (Вернадский, 1994А, с 529 - 531). “Можно сейчас утверждать как научный факт, что наша планета состоит из концентрических оболочек, устойчивых и прочных во времени, но находящихся в непрерывном, более или менее резко проявляющемся, закономерном изменении.
Эти концентрические оболочки находятся в состоянии устойчивого динамического равновесия, которое можно в отличие от механизма планеты назвать организованностью планеты. Отличие организованности от механизма в основном заключается в том, что в ходе времени двигающиеся точки никогда не возвращаются в то же самое положение – они возвращаются только в близкое ”. (Вернадский, 1994А, с. 528). В каком смысле здесь два раза употреблено слово “время”: устойчивые во времени оболочки и изменяющиеся во времени оболочки? Ясно, что употребленное два раза “во времени” имеет одинаковый смысл, и если не знать остальных работ Вернадского, можно подумать, что речь идет о физическом, обычном времени. Однако, если исходить из всего, что сказано Вернадским о времени, следует считать это понятие биологическим или биосферным. Речь идет об устойчивости геологических оболочек и об изменении их в времени биосферы. Тогда оправданно понятие об организованности планеты, не о машине, а об органическом единстве планеты. Каждый атом (или – с точки зрения геометрии, говорит Вернадский, каждая точка ее) возвращается не в то же самое место, а в близкое. Такое возможно, если поверхность планеты непрерывно изменятся, живет, потому что в ней главным событием является размножение ЖВ. Также как в любом организме, на планете целиком нет в точности циклических круговоротов вещества и энергии, это циклоподобные, циклоидные круговороты, завершенные, но не замкнутые.
Таким образом, любые определения возраста любых пород сводятся к определению того срока, когда порода вышла из биосферы, каково ее геологическое прошлое, отнесенное к прошлому биосферы. Планетное время и есть время жизни, как бы и что мы в нем ни измеряли. Мы обсудим эту проблему подробнее в главе 18-й.
И ответить на главный вопрос: шло ли время до образования биосферы можно только так, как ответил Вернадский, не смущаясь пока непонятностью ответа: время пошло, двинулось только вместе с биосферой. Если Платон, Аристотель, Августин Блаженный утверждали: время создано вместе с миром, теперь мир надо понимать как биосферу.
Как же понимал Вернадский собственно время и пространство? Стоит рассмотреть теперь этот вопрос более детально.
Глава 14
Абсолютное время
Тяготение должно вызываться некоторым агентом, постоянно действующим по определенным законам; материален этот агент или нематериален, я предоставляю судить читателям.
