Учение о биосфере» В.И. Вернадского как закономерный этап развития наук XX века

Вернадский понимал биосферу как сферу единства живого и неживого. Такое толкование определило взгляд Вернадского на проблему происхождения жизни. Из нескольких вариантов – 1) жизнь возникла до образования Земли или была занесена на нее; 2) жизнь зародилась после образования Земли; 3) жизнь возникла вместе с формированием Земли – В.И. Вернадский придерживался последнего и считал, что нет убедительных научных данных, что живое когда-либо не существовало на нашей планете. Вывод: Жизнь оставалась в течение геологического времени постоянно, менялась только ее форма. Иными словами, биосфера была на Земле всегда. Что же характерно для биосферы как особой оболочки земного шара? Во-первых, это область, в которой имеется в значительных количествах жидкая вода. Во-вторых, на нее падает мощный поток энергии от Солнца. Наконец, в-третьих, в биосфере имеются поверхности раздела между веществами, находящимися в жидком, твердом и газообразном состояниях.

Учение о биосфере – относительно молодая наука, в основу которой положена биогеохимия. Понятие биосфера вошло в науку до некоторой степени случайно. Около ста лет назад, в 1875 году, австрийский геолог Эдуард Зюсс, говоря о различных оболочках земного шара, впервые употребил этот термин в последней главе своей небольшой книжке о происхождении Альп. Он, как геолог, обратил внимание на то, что слои, изучаемые в геологии, покрыты тонким биослоем. Однако эта концепция не сыграла заметной роли в развитии научной мысли до тех пор, пока в 1926 году не были опубликованы две лекции русского минералога Владимира Ивановича Вернадского в книге под названием «Биосфера» (есть в ЗНБ СГУ). Он сформулировал те знания, которые имелись на тот момент. Концепция биосферы, которую мы принимаем сейчас, в основном опирается на идеи Вернадского, развитые им спустя 50 лет после работ Зюсса. Сам Вернадский считал, что впервые к понятию биосферы подошел французский натуралист Жан Батист Ламарк, в чьих работах можно немало геохимических идей, пусть и архаично изложенных. Т.о., Вернадский считается основоположником этой науки. Менделеева, который учил его в университете, можно тоже считать основоположником дисциплины. Почвоведение – важная веха в создании учения о биосфере. Задачи учения о биосфере: 1) Дается формулировка границ распространения жизни; 2) Изучение глобальных процессов миграции веществ и их круговорот в природе; 3) Роль человека в процессах миграции веществ и образование ноосферы (сферы разума).

Предпосылки и истоки учения В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. А Гумбольдт и Г. Марш. Зюсс и термин «биосфера». Ю. Либих и агрохимия. Открытие почвы как естественно-исторического природного тела. В.В. Докучаев и В.И. Вернадский. Д.И. Менделеев, А.Е. Бекетов и традиции русского космизма в становлении учения о биосфере.

Учение о биосфере и ноосфере сложилось в результате проведенного В.И. Вернадским глубочайшего анализа всех явлений жизни в их взаимной связи между собою и с косным веществом планеты на всем пути их истор. развития. Акад. Вернадский - великий русский ученый, естествоиспытатель и мыслитель, создатель новых научных дисциплин, уч. о биосфере, учения о переходе биосферы в ноосферу. С именем Вернадского связано вхождение в науку революционных научных представлений, намного опередивших свое время и послуживших основой их плодотворного развития в наши дни. В 1945 году, незадолго до смерти, этот крупнейший ученый внес выдающийся вклад в развитие современной картины мира. В те годы его идеи о превращении биосферы Земли в сознательно организуемую и управляемую человеком ноосферу не были оценены по достоинству. Но со временем, когда предсказанные им явления стали нарастать с головокружительной быстротой, значение учения о ноосфере, об органическом единстве природы и общества, о том, что в условиях возросшего технологического могущества людей природа уже не может существовать и развиваться без сознательного управления ее жизнью со стороны человечества, стало очевидным.

Концепция биосферы-ноосферы – итог всего научного творчества ученого, его мировоззрение. Она служит научным фундаментом в разработке ряда современных глобальных проблем, и прежде всего проблем окружающей человека среды и разумного использования природных богатств биосферы. Особую ценность для философии представляет результат большой работы Вернадского по соотношению форм движения материи.

В учении о биосфере и ноосфере нашли отражение его мысли о воздействии высшей формы движения материи на низшие, о подчинении низших форм более развитым. Формы движения материи, по В.И. Вернадскому, неразрывно связаны с пространством, временем и налагают свой отпечаток на эти коренные условия бытия. Благодаря работам Вернадского и дальнейшим исследованиям поставленных им вопросов сегодня каждый ученый, вооруженный геохимическими и космохимическими знаниями, видит эволюцию Земли и Космоса, как исторический процесс развития, который охватывает во взаимосвязи все явления живой и неживой природы. При совместном их рассмотрении возникает особая позиция естествоиспытателя в отношении развития явлений жизни. В.И. Вернадский дал миру своеобразное философское направление общечеловеческого значения: активно-эволюционную, ноосферную, космическую мысль.

Биосфера – см. 1 вопрос, 2 абзац.

Название ноосфера происходит от греческого «ноос» - разум и обозначает, таким образом, сферу разума. Однако представление о ноосфере в настоящее время не является однозначным. В.И. Вернадский, развивая учение о биосфере, придавал понятию ноосферы глубоко научное содержание, которое должно учитываться в процессе перестройки среды и общества. В этом отношении ноосферу следует рассматривать как высшую стадию развития биосферы, связанную развитием в ней человеческого общества, которое, познавая законы природы и развития и развивая технику до самого высокого уровня ее возможностей, становится крупной планетарной силой, превышающей по своим масштабам все известные геологические процессы вместе взятые. При этом человечество оказывает решающее влияние на протекание всех процессов в биосфере, глубоко изменяя ее своим трудом. Научное и практическое значение деятельности В.И. Вернадского - основателя учения о биосфере состоит в том, что он впервые во всеоружии знаний глубоко обосновал единства человека и биосферы. Сама живая материя как носитель разума составляет небольшую часть биосферы по весу. Возникновение человека и человеческого общества явилось результатом живого вещества в пределах биосферы.

Гумбольдт (Humboldt) Александр (14.9.1769, Берлин, — 6.5.1859, там же), немецкий естествоиспытатель, географ и путешественник. Член Берлинской АН (1800), почётный член Петербургской АН (1818). Родился в семье придворного саксонского курфюрста. Гофониил Чарлз Марш — профессор палеонтологии позвоночных Йельского университета (1866), один из выдающихся американских палеонтологов XIX века.

Содержание понятия биосферы не всегда было однозначным. Первоначально биосферами называли гипотетические глобулы, якобы составляющие живую основу всех организмов. Такое понимание продержалось во Франции до середины века. Существенно иное представление о биосфере сформулировал в 1875 г. австрийский геолог Эдуард Зюсс. В монографии «Происхождение Альп» он говорит о «самостоятельной биосфере» как об особой оболочке Земли, образованной живыми организмами. В заключительной главе большого трехтомного труда «Лик Земли» (1909) этот автор пишет, что понятие «биосфера» возникло как следствие идей Ж. Ламарка и Ч. Дарвина о единстве органического мира. С работ Зюсса датируется начало биологического представления о биосфере, как о совокупности организмов, населяющих Землю, как о живой оболочке планеты. Такого взгляда придерживались многие русские географы, например Н. М. Сибирцев (1899), Д. Н. Анучин (1902), П. И. Броунов (1910), А. А. Григорьев (1948), английский исследователь и философ Дж. Бернал (1969). Французские учёные Э. Леруа (1927) и П. Тейяр де Шарден (1965, 1969) также взяли за основу определение Зюсса, однако трактуют его в идеалистическом плане. Согласно Тейяру, биосфера – живой пласт планеты – одна из стадий воплощения Бога. Представление Зюсса о биосфере как об особой оболочке земли использовал и В. И. Вернадский (1926), вложив в него, однако, существенно иное, биогеохимическое, содержание. Биосфера, по Вернадскому, - область распространения жизни, включающая наряду с организмами и среду их обитания. Тейляр де Шарден в Сборнике статей «Будущее человека» (1969) выразил своё несогласие с подобной трактовкой, явно противоречащей его идеалистической концепции эволюции.

АГРОХИМИЯ – наука о хим. и биохим. процессах в растениях и среде их обитания, а также о способах хим. воздействия на эти процессы с целью повышения плодородия почвы и урожая с.-х. культур. агрохимия - одна из наук, входящих в агрономию. Отдельные ее разделы неразрывно связаны с физиологией растений, химией. биохимией. почвоведением, микробиологией, земледелием и растениеводством.

Большую роль в становлении агрохимия сыграли Ж. Буссенго и Юстус Либих. Первый развил представления о круговороте веществ в земледелии, роли азота в питании растений, разработал методологию агрохим. исследований. Второй обосновал теорию истощения почв вследствие выноса питат. веществ растениями и показал необходимость возврата этих веществ в виде минер. удобрений.

В технической и агрономической химии важны его исследования над цианистым калием в применении его к фабрикации жёлтой кровяной соли и гальванопластике, работы об альдегидах при фабрикации уксуса, опыты над серебрением стекла для фабрикации зеркал, над известковыми суперфосфатами в применении к земледелию.

Докучаевское почвоведение построено на парадигме о том, что почва есть функция пяти факторов - климата, горных пород, живых организмов, рельефа и времени (П = f(к, ж.о., г.п., р)•t). Почва возникает тогда, когда эти факторы сходятся воедино. Для почв характерен некий паттерн организации, благодаря которому мы всегда с уверенностью скажем, что это почва. Наряду с организацией у почв есть следующие биосферные функции:

- преобразование состава верхних слоев литосферы с образованием новых минералов, изменением дисперсности материала, остаточной или аккумулятивной концентрацией элементов (в т. ч. с образованием залежей полезных ископаемых);

- формирование состава грунтовых и поверхностных вод и регулирование общего гидрологического режима территории;

- регулирование газового состава приземного слоя воздуха и, в конечном счете, состава атмосферы;

- поглощение, аккумулирование и передача в нижние слои литосферы солнечной энергии, трансформация её в другие виды энергии;

- защита литосферы от эрозии и геохимического загрязнения, защита гидросферы от загрязнения;

- начальное и конечное звено трофических цепей, источник жизни и депо её метаболитов, среда обитания организмов и их убежище;

- хранилище диаспор;

- связующее звено биологического и геологического круговорота веществ;

- фактор и следствие эволюции биосферы; зеркало её современного состояния и память об её истории.

Живое вещество как совокупность всех организмов. Живое вещество в космосе – уникальность или вечное свойство космической материи? Разработка В.И. Вернадским атомистического подхода к живому. Изотопы и живое вещество.

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности. Это понятие не следует путать с понятием «биомасса», которое является частью биогенного вещества. Термин введён В. И. Вернадским. В состав живого вещества входят как органические (в химическом смысле), так и неорганические, или минеральные, вещества. Вернадский писал: «Идея о том, что явления жизни можно объяснить существованием сложных углеродистых соединений – живых белков, бесповоротно опровергнута совокупностью эмпирических фактов геохимии... Живое вещество – это совокупность всех организмов». Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4-3,6×10¹² т (в сухом весе) и составляет менее 10⁻⁶ массы других оболочек Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты». Живое вещество развивается там, где может существовать жизнь, то есть на пересечении атмосферы, литосферы и гидросферы. В условиях, не благоприятных для существования, живое вещество переходит в состояние анабиоза. Специфика живого вещества заключается в следующем: 1) Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией. В неорганическом мире по количеству свободной энергии с живым веществом могут быть сопоставлены только недолговечные незастывшие лавовые потоки. 2) Резкое отличие между живым и неживым веществом биосферы наблюдается в скорости протекания химических реакций: в живом веществе реакции идут в тысячи и миллионы раз быстрее. 3) Отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения – белки, ферменты и пр. – устойчивы только в живых организмах (в значительной степени это характерно и для минеральных соединений, входящих в состав живого вещества). 4) Произвольное движение живого вещества, в значительной степени саморегулируемое. В. И. Вернадский выделял две специфические формы движения живого вещества: а) пассивную, которая создается размножением и присуща как животным, так и растительным организмам; б) активную, которая осуществляется за счет направленного перемещения организмов (она характерна для животных и в меньшей степени для растений). Живому веществу также присуще стремление заполнить собой все возможное пространство. 5) Живое вещество обнаруживает значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. Кроме того, в отличие от неживого абиогенного вещества живое вещество не бывает представлено исключительно жидкой или газовой фазой. Тела организмов построены во всех трех фазовых состояниях. 6) Живое вещество представлено в биосфере в виде дисперсных тел – индивидуальных организмов. Причем, будучи дисперсным, живое вещество никогда не находится на Земле в морфологически чистой форме – в виде популяций организмов одного вида: оно всегда представлено биоценозами. 7) Живое вещество существует в форме непрерывного чередования поколений, благодаря чему современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых эпох. При этом характерным для живого вещества является наличие эволюционного процесса, т. е. воспроизводство живого вещества происходит не по типу абсолютного копирования предыдущих поколений, а путем морфологических и биохимических изменений.