Области жизни, объединяющей в едином взаимодействии живые организмы (живое вещество) и косное вещество

Вид материала

Лекция

Содержание В биосфере динамическое равновесие Живое вещество перерабатывает на нашей планете Закон биогенной миграции атомов утверждает: биогенное происхождение всей земной поверхности свидетельствует о том, что жизнь – с Все биогенные миграции атомов могу быть обобщены в двух биогеохимических принципах. Жизнь возникла Вернадский сводит проблему зарождения жизни По мнению В.И.Вернадского, земная кора –это область былых биосфер. Система связей Среди них нет «лишних» или «вредных А. Л. Чижевский. Он доказал, что биосфера находится под влиянием излучения, поступающего от Солнца и отдаленных галактик Электромагнитные поля играют универсальную роль носителей информации в биосфере. Современная трактовка антропного принципа сводится, в основном, к трем формулировкам, последовательно усиливающим телеологическу 2) сильная версия

Подобный материал:

• Понятие биосферы. Начало и вечность жизни, 200.08kb.
• Лекция № (последняя), 235.91kb.
• Живое вещество и разум в универсуме, 175.23kb.
• Судебно-медицинская экспертиза отравлений, 246.64kb.
• Лекция Вещество. Атомное строение вещества, 293.97kb.
• Девтический этап получения знаний, который включает начальную школу и V-VII классы, 189.07kb.
• Аварии с выбросом (угрозой выброса) аварийно химически опасных веществ, 416.09kb.
• Физиология бактерий. Рост и развитие микроорганизмов. Типы питания, дыхания, метаболизма, 117.61kb.
• Экологические факторы – это отдельные свойства или элементы среды, воздействующие прямо, 73.13kb.
• Урок № Тема: Учение о биосфере, 105.04kb.

Одиннадцатая тема.


Лекция23


Биосфера.

В XX в. Неоценимый вклад в развитие естественных наук внес Владимир Иванович Вернадский. Его труды принципиально изменили научное мировоззрение XX века, определили положение человека и его научной мысли в эволюции биосферы, позволили по-новому взглянуть на окружающую нас природу как среду обитания человека, поставили много актуальных проблем и наметили пути их решения в будущем.

Одно из величайших достижений естествознания XX в. – учение Вернадского о биосфере, области жизни, объединяющей в едином взаимодействии живые организмы (живое вещество) и косное вещество. Вернадский постарался создать теоретически стройную концепцию перехода биосферы в ноосферу в результате разумных преобразований человеком – на основе науки – среды жизни.


Особенностью планеты Земля является поверхностная оболочка – биосфера. Биосфера – область распространения жизни на Земле, объединяющая в едином взаимодействии живые организмы и костное вещество. Включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и литосферу, населенные живыми организмами. Живое вещество более или менее непрерывно распространено на земной поверхности, оно образует на ней тонкий, но сплошной покров, в котором концентрирована свободная химическая энергия, выработанная им из энергии Солнца.

Первоначально под термином биосфера подразумевалось только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете. При исследовании общих проблем воздействия биотических (или живых), факторов на абиотические, (или физические, погодные условия, космические излучения и т.д.), условия пришли к выводу о наличии обратной связи между живой и неживой природой. Все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов. Определяя биосферу, Вернадский пишет:

"Э.Зюсс (1831 - 1914) и геологи того времени могли смотреть и на проявление жизни и на Лик Земли, как на независимые друг от друга явления. Сейчас для нас ясно, что Лик Земли не является результатом "случайных явлений", а отвечает определённой резко ограниченной геологической земной оболочке биосфере - одной из многих других, имеющих определённую структуру, характерную для земных планет. "

За период своего существования, питаясь энергией космических излучений, биосфера сформировала сложные саморегулирующиеся механизмы. Эти механизмы обеспечили ей внутреннее саморазвитие, и защитили от губительных факторов космической среды.

 Вернадский рассматривал биосферу как особое геологическое тело, строение и функции которого определяются особенностями Земли (планеты Солнечной системы) и космоса. А живые организмы, популяции, виды и все живое вещество - это формы, уровни организации биосферы.

Для описания биосферы Вернадский ввел понятия живого, костного и биокостного вещества – составные части биосферы.

Согласно представлениям Вернадского, живые организмы без пропусков заполняют всю поверхность планеты. Размножением, питанием и дыханием они создают определённое давление на среду, меняют течение всех химических реакций, участвуют в круговороте всех химических элементов. Они выполняют в биосфере строго определённые биогеохимические функции для поддержания жизни на Земле.

Таким образом, косное вещество – горные породы, жидкие и газообразные тела, в совокупности с живым веществом образуют биосферу. Между живым и косным веществом существует непрерывно идущая связь во время дыхания, питания, размножения живого вещества: биогенная миграция атомов из косных тел биосферы в живые и обратно.

«Биокосные естественные тела характерны для биосферы. Это закономерные структуры, состоящие из косных и живых тел одновременно (например, почвы)

Живое вещество резко обособлено от окружающей косной среды в форме миллиардов организмов, размеры которых колеблются от сотен метров до 10^-6 см. Они представляют собой центры энергетических и физико-химических процессов и непрерывно связаны с окружающей средой биогенной миграцией атомов этой среды в них и из них. Законы физики и химии в живом веществе те же самые, которые мы наблюдаем во всей остальной природе, но они не охватывают целиком всех явлений жизни.

В ходе эволюции образуются биоценозы – сообщества животных, растений, микроорганизмов. В совокупности со средой обитания биоценозы образуют биогеоценозы. В них происходит непрерывный обмен веществом и энергией, которые реализуются множеством трофических цепочек и биогехимических циклов. Биогеоценозы служат элементарными ячейками биосферы, которые, взаимодействуя между собой, устанавливают динамическое равновесие в ней.

Способность экосистемы к самоподдержанию и саморегуляции реализуется через гомеостаз (способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять динамическое относительное постоянство состава). В основе гомеостаза лежит принцип обратной связи, который можно продемонстрировать на примере зависимости плотности популяции от пищевых ресурсов. Обратная связь возникает, если «продукт» оказывает влияние на «датчик». В результате отклонения плотности популяции от оптимума в ту или иную сторону увеличивается рождаемость или смертность, результатом чего будет приведение плотности к оптимуму. Такая обратная связь, т.е. связь, уменьшающая отклонение от нормы, называется отрицательной обратной связью. Положительная же обратная связь увеличивает это отклонение.

Высокая степень согласованности всех видов жизни в биосистеме есть результат Коэволюции - совместно протекающей эволюции взаимодействующих биологических систем .

Живое вещество в биосфере играет активную роль и ни с чем, ни с какой геологической силой не может даже быть сравниваемо по своей мощности и непрерывности во времени. В сущности, оно определяет все основные химические закономерности в биосфере. Структура биосферы, функционирующая в течение не менее двух миллиардов лет, очень закономерна и резко отличается от механических структур наших приборов и аппаратов. В биосфере в жизненном процессе проявляется то же самое явление, которое в косной среде наблюдается только в условиях высокой температуры и давления.


По Вернадскому, вещество биосферы в зависимости от физико– химического состава можно разделить на:

1. живое вещество как совокупность живых организмов;
   
2. биогенное вещество – непрерывный биогенный поток атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно;
   
3. косное вещество ( атмосфера, газы, горные породы и пр.)
   
4. биокосное вещество, например почвы, илы, поверхостные воды, сама биосфера, т.е. сложные закономерные косно – живые структуры.
   
5. Радиоактивное вещество
   
6. Рассеянные атомы
   
7. Вещество космического происхождения.
   

Кроме того, во всякой экосистеме можно выделить следующие компоненты:

1. Неорганические вещества: углерод, азот, углекислый газ, вода радиоактивное вещество, вещество космического происхождения и т.д.
   
2. Органические соединения: белки, углеводы, липиды, гуминовые вещества и т.д.
   
3. Факторы связывающие биотическую и абиотическую части экосистемы: климатический режим и другие физические факторы.
   
4. Продуценты: автотрофные организмы, главным образом зеленые растения, которые способны создавать пищу из простых неорганических веществ.
   
5. Консументы: гетеротрофные организмы, главным образом животные, которые поедают другие организмы или частицы органического вещества.
   
6. Редуценты (деструкторы, декомпозиты): гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые расщепляют сложные соединения до простых, пригодных для использования продуцентами.
   

Первые три группы – неживые компоненты, а остальные составляют живой вес (биомассу).

Живое вещество активно регулирует геохимическую миграцию атомов. Благодаря ему за сотни миллионов лет геологической истории сохраняется стабильность биосферы и осуществляется эволюция как живых организмов, так и всей биосферы в целом. Этот особый вид постоянно изменчивого равновесного состояния Вернадский называл динамическим равновесием. (Что такое динамическое равновесие?)

Динамическое равновесие характерно не только для биосферы. По-видимому, в таком состоянии находятся атмосфера и ионосфера, а также вся земная кора и подстилающие ее верхи мантии Земли.

У биосферы - дополнительная особенность, отличающая ее от других оболочек планеты.

 Для геосфер, не охваченных жизнью, характерно устойчивое динамическое равновесие. Это делает их похожими на работающие механизмы или сложные машины. Устойчивым называется такое равновесие, когда при малом отклонении системы от положения равновесия, система опять в него возвращается. Неустойчивое равновесие, когда после малого отклонения от положения равновесия система начинает все больше и больше от него отклоняться.

 Работающая машина изнашивается со временем и требует постоянных расходов горючего. Последнее обстоятельство для приповерхностных геосфер не имеет существенного значения; солнечная энергия пронизывает и насыщает радиационные пояса, ионосферу, атмосферу, гидросферу и земную кору (последние геосферы - в масштабах геологического времени, под влиянием тектонических процессов). А "износ" геосфер можно отождествлять с радиоактивными распадами, тепловыми потерями и рассеиванием некоторых легких атомов (водорода, гелия) в космическое пространство.

       В биосфере динамическое равновесие неустойчивое. Другими словами, биосфера не только "работает и изнашивается", но и развивается в процессе работы, самоусовершенствуется, активно накапливает, трансформирует энергию, усложняет свою организацию, обогащается информацией. В биосфере равновесие неустойчивое т.к. эта система открытая, способная к самоорганизации, самоусовершенствованию, эволюции, созданию новых все более сложных форм жизни.

Живое вещество перерабатывает на нашей планете различные формы энергии, превращая ее в источник энергии геологических явлений:

1. космическая, преимущественно солнечная;
   
2. планетная, связанная со строением и космической историей Земли;
   
3. внутренняя энергия материи  -- радиоактивная.
   
4. Особая роль у живого вещества, активно трансформирующего солнечную лучистую энергию в химическое молекулярное движение и в сложность биологических структур.
   

Основа биосферы – это круговорот органического вещества, осуществляющийся при участии всех населяющих её организмов, - то, что получило название биотического круговорота. В закономерностях биотического круговорота решена проблема длительного существования и развития жизни. Каждый вид организмов представляет собой звено в биотическом круговороте. Используя в качестве средств существования тела или продукты распада одних организмов, вид должен отдавать в среду, то, что могут использовать другие. Биотический круговорот, основанный на взаимодействии синтеза и деструкции органического вещества - одна из самых существенных форм организации жизни на Земле. Только он обеспечивает непрерывность жизни и её прогрессивное развитие. В качестве звеньев биотического круговорота выступают особи и виды организмов разных систематических групп от микроорганизмов до высших представителей растительного и животного мира, взаимодействующие между собой и непосредственно и косвенно с помощью многочисленных и многосторонних прямых и обратных связей.

Закон биогенной миграции атомов утверждает: биогенное происхождение всей земной поверхности свидетельствует о том, что жизнь – созидающая сила на планете. Серьезные нарушения этой силы, в том числе уничтожение видов, могут привести к непредсказуемым последствиям.


Миграция атомов по скорости различна для микробов и одноклеточных организмов, с одной стороны, и многоклеточных – с другой. Мы должны различать в связи с этим при явлениях размножения и роста три различные биогенные миграции атомов:

1. Биогенную миграцию атомов первого рода для микроскопических одноклеточных и микробов огромной интенсивности, связанную с малым их объемом и весом.
   
2. Биогенную миграцию атомов 2 рода для многоклеточных организмов.
   
3. Биогенную миграцию атомов 3 рода, идущей под влиянием в окружающей среде жизни человека, его воли, разума.
   

Все биогенные миграции атомов могу быть обобщены в двух биогеохимических принципах.

Первый принцип гласит: биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремиться к максимальному своему проявлению. Все живое вещество планеты, взятое в целом, является источником действенной свободной энергии и может производить работу.

Второй биогеохимический принцип гласит: эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы.

Жизнь возникла на основе круговорота органического вещества, обусловленного взаимодействием процессов его синтеза и деструкции. В ходе очередной дифференциации из круговорота органического вещества выделился биотический круговорот, в котором основную роль стали играть организмы. Так возникла биосфера.

Сначала биосфера функционировала путём взаимодействия одноклеточных организмов между собой и с абиотическими факторами. Затем в итоге новой дифференциации появились многоклеточные организмы.

В работе «Об условиях появления жизни на Земле», вышедшей в 1931 г. В.И.Вернадский ставит вопрос о первом появлении жизни, издавна волновавший философов. Однако он пытается разрешить этот вопрос не как философ, а как учёный.

● Вернадский сводит проблему зарождения жизни к проблеме возникновения биосферы, т.е. к определению тех условий, при которых возможно осуществление биогеохимических функций биосферы. Он считает, что такие условия могли возникнуть после выделения Луны из Земли и образования Тихого океана. В.И.Вернадский пишет: «Первое появление жизни при создании биосферы должно было произойти не в виде одного какого-нибудь вида организма, а в виде их совокупности, отвечающей геохимическим функциям жизни. Должны были сразу появиться биоценозы. При этом он допускает в качестве механизма возникновения жизни как абиогенез (зарождение вне живого), так и проникновение живого вещества извне, из космоса. Абиогенез, как считает Вернадский, несмотря на то, что мы не наблюдаем сейчас его проявлений, мог существовать в определённых условиях до появления биосферы.

Интересно, что в работе «Начало и вечность жизни», вышедшей в 1922 г. В.И.Вернадский анализирует различные механизмы возникновения жизни и приходит к выводу, что жизнь могла быть вечной, не иметь начала.

По мнению В.И.Вернадского, земная кора –это область былых биосфер. Биосфера существовала на протяжении геологической истории от криптозоя до наших дней и была широко проникнута живым веществом. Биосфера – это открытая система, существующая, вероятно, столь же долго, как и сама Земля.

Система связей в биосфере очень сложна и пока не расшифрована в полной мере. В целом биосфера похожа на единый гигантский суперорганизм, в котором автоматически поддерживается гомеостаз – динамическое постоянство физико-химических и биологических свойств внутренней среды. С точки зрения киберенетики (теории управления), в каждом биоценозе есть совокупности организмов, которые населяют определенный участок суши или водоема, есть управляющая и управляемая системы. Роль управляющей подсистемы выполняют консументы. Они не разрешают растениям слишком разрастаться, поедая «лишнюю» биомассу. За травоядными пристально «следят» хищники, предотвращая их черезмерное размножение и уничтожение растительности. Управляющей подсистемой для этих хищников являются хищники второго рода и паразиты, которыми руководят сверхпаразиты. И т.д.

Поэтому на земле живут много видов животных. Среди них нет «лишних» или «вредных» - такие эпитеты дает им человек. Особенностью биосферных связей есть и то, что управляющая и управляемая подсистемы в ней часто меняются местами. Так, уменьшение количества растительного корма вызывает снижение численности хищников и паразитов через механизм обратной связи.

Кроме энергетических, пищевых и химических связей, огромную роль в биосфере играют информационные связи. Живые существа Земли освоили все виды информации - зрительную, звуковую, химическую, электромагнитную. Информационные сигналы содержат важные сведения в закодированной форме. Они расшифровываются (большей частью автоматически) и учитываются живыми организмами. Способность воспринимать, сохранять и передавать информацию есть и у безжизненных объектов. Эти процессы в них осуществляются путем общего энергоинформационного обмена. Живые системы могут также обрабатывать, накапливать и использовать информацию в отдельности от энергии. Российский биолог О. Пресман определяет биосферу как систему, в которой вещественно-энергетические взаимодействия подчинены взаимодействиям информационным.

Примером информационных связей в биосфере может быть явление снижения интенсивности размножения животных в случае чрезмерной плотности популяции. Не всегда это обусловлено недостатком корма или загрязнением среды вредными отходами жизнедеятельности. Результаты опытов свидетельствуют, что уменьшение потомства у млекопитающих или снижения яйценоскости у птиц происходит вследствие «перенаселения» территории.

Здесь действуют именно информационные связи, то есть включаются какие-то внутренние механизмы, которые приводят к уменьшению количества «лишних» особей. Эффективность информационных связей в биосфере поражает. Например, самец мотылька тутового шелкопряда ощущает присутствие самки на расстоянии 2 км.

Расчеты свидетельствуют, что такой феномен не может базироваться на химических сигналах, скажем, на действии каких-то ароматных веществ-антрактантов, которые выделяет самка. Вероятно, имеет место передача электромагнитных сигналов. Возможно, именно загрязнением информационной среды, которое вызвано деятельность человека, следует объяснять загадочные случаи массового «самоубийства» китов, которые выбрасываются на сушу. Ведь пространство вокруг Земли ныне перенасыщено искусственными антропогенными источниками электромагнитного излучения.


Живые организмы не являются самовоспроизводимыми. Они воссоздают себя в условиях чрезвычайно сложной среды — биосферы. Другими словами, организмы получают некоторые «руководящие указания», информацию из внешней среды, из биосферы, причем система, которая руководит развитием индивида, развертыванием информации, записанной в его генетическом коде, намного сложнее самого организма. Что же это за система? В последнее время все более убедительными кажутся выводы В. Вернадского о том, что биосфера в своем развитии руководствуется информацией, которая поступает из Космоса.

Он утверждал, что «космические излучения, которые идут от всех небесных тел, охватывают биосферу, пронизывают всю ее и все в ней... Биосферу нельзя понять в явлениях, которые в ней происходят, если будет упущена эта ее резко выступающая связь со строением всего космического механизма».

Впервые теснейшую связь процессов в биосфере с космическими, солнечными процессами открыл выдающийся русский ученый А. Л. Чижевский. Он доказал, что биосфера находится под влиянием излучения, поступающего от Солнца и отдаленных галактик. Урожайность сельскохозяйственных растений, периоды массового размножения многих животных, таких, как саранча, лемминги и т. п., эпидемии, пики сердечно-сосудистых заболеваний людей и много других процессов в биосфере, связаны с процессами на Солнце (солнечными вспышками, пятнами и т. п.). «Мы — дети Солнца»,—так образно высказался

А. Л. Чижевский.

Электромагнитные поля играют универсальную роль носителей информации в биосфере. Это обусловлено следующими их преимуществами:

• 1.распространение в любой среде жизни — воде, воздухе, грунте и тканях организмов;
  
• 2.максимальная скорость распространения;
  
• 3.распространение независимо от погоды и от сезона;
  
• 4.возможность передачи на любое расстояние;
  
• 5.поступление на Землю из Космоса;
  
• 6.на них реагируют все биосистемы.
  
  
  

Раньше биологи учитывали лишь электромагнитные излучения Солнца в высокоэнергетическом участке его спектра — инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые части диапазона — как источник энергии для всего живого. Лишь в последние десятилетия стала проявляться важная роль, которая отведена природой электромагнитным полям земного и космического происхождения в диапазонах радиочастот, низких и инфранизких частот. Оказалось, что именно эти слабые энергетическое сигналы несут информацию, которая воспринимается, накапливается и используется организмами. Это вопросы еще очень мало изучены. Тем не менее, на основании тех сведений, которые имеют сегодня гелио - и космобиологи, можно утверждать, что функционирование биосферы в целом связано с информационными сигналами космического происхождения.

Установлено, что чувствительность организмов к электромагнитным сигналам увеличивается с усложнением строения организмов. Так, позвоночные животные намного чувствительнее к электромагнитным полям, чем беспозвоночные и тем более — простейшие. С усложнением биосистем возрастает их способность накапливать слабые сигналы и воспринимать ту информацию, которую они несут.


Биосфера не только сфера жизни. Это видно из состава вещества биосферы, состоящего из глубоко разнородных геологически не случайных частей. Оно представлено совокупностью живых организмов, живого вещества, рассеянного в мириадах особей, непрерывно умирающих и рождающихся, обладающих колоссальной действенной энергией и являющихся могучей геологической силой, нигде на планете больше не существующей, связанной с другим веществом биосферы только биогенной миграцией атомов. Концентрация живым веществом определённых химических элементов в биосфере есть, по-видимому, её господствующий биогенный геологический процесс.

Вернадскому принадлежит открытие основного закона биосферы: «Количество живого вещества является планетной константой со времен архейской эры, то есть за все геологическое время». На протяжении этого периода живой мир морфологически изменился неузнаваемо, но такие изменения заметно не повлияли ни на количество живого вещества, ни на его средний валовой состав. Дело здесь в том, как считает Вернадский, что «в сложной организованности биосферы происходили в границах живого вещества лишь перегруппирования химических элементов, а не коренные изменения их состава и количества».

В. И. Вернадский говорил о биосфере как о «естественном теле», как о «монолите», вбирающем в себя всю совокупность живого вещества планеты. Очевидно, что и человек, как живое существо, включен в биосферу.


Лекция 24.


Ноосфера.


«Начало» ноосферы отсчитывается с того, условно говоря, момента, когда появился разум: «С появлением на нашей планете одаренного разумом живого существа, - писал Вернадский, - планета переходит в новую стадию своей истории. Биосфера переходит в ноосферу». Выработанная в социальной среде научная мысль создаёт в биосфере новую геологическую силу. Биосфера переходит тем самым в новое эволюционное состояние.

Кроме этого формирование ноосферы, согласно В. И. Вернадскому, определяется следующими условиями и предпосылками:

• Человечество стало единым целым. Ход мировой истории охватил весь земной шар, включив в единый процесс, различные культурные области, некогда существовавшие изолированно.
  
• Преобразование средств связи и обмена сделало регулярным и систематическим обмен веществом, энергией и информацией между различными элементами ноосферы.
  
• Овладение новыми источниками энергии дало человеку возможность коренного преобразования окружающей среды.
  
• Растёт благосостояние народных масс, трудом и разумом которых создаётся ноосфера.
  
• Осознаны равенство всех людей и важность исключения войн из жизни обществаⁱ.
  

Мы упростим само понимание эволюции, если будем считать, что только находимся на пороге ноосферогенеза, что «ноосфера» - это чуть ли не то самое светлое будущее человечества, которое совсем недавно обозначалось словом «коммунизм». Не точнее ли говорить о современности как о качественно новой ступени развития ноосферы, сохранив ту «начальную» точку отсчета ее эволюции, когда с появлением цивилизации на Земле биосфера стала природно-социальной системой.


Ноосфера – сфера разума, высшая стадия естественного развития биосферы Земли, её новое гармоничное состояние, осуществленное при непосредственном воздействии человека как крупнейшей геологической силы общепланетарного масштаба, т.е. область нашей планеты, охваченная разумной человеческой деятельностью. Понятие ноосферы ввел в 1927 году французский математик и философ-бергсонианец Эдуард Леруа на основе учения о биосфере В.И. Вернадского и учения о «феномене человека» и «божественной среде» выдающегося французского ученого и католического мыслителя Пьера Тейяр де-Шардена. Этим термином Леруа обозначал современную стадию, переживаемую биосферой. Дальнейшее развитие этой идеи и превращение её в научную и философскую концепцию универсального масштаба связано с именем выдающегося русского ученого В.И. Вернадского, который сейчас воспринимается как один из крупнейших мыслителей 20-го века.

В своей статье «Несколько слов о ноосфере», Вернадский, утверждая наступление этой особой эры как закономерный этап геологической и биологической эволюции планеты, писал об этом так: «Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше. <…> Ноосфера - последнее из многих состояний эволюции биосферы в геологической истории – состояние наших дней. Ход этого процесса только начинает нам выясняться из изучения её геологического прошлого в некоторых своих аспектах. Пятьсот миллионов лет тому назад, в кембрийской геологической эре, впервые в биосфере появились богатые кальцием скелетные образования животных, а растений – более двух миллиардов лет назад. Это кальциевая функция живого


Антропный принцип – антропоцентристский космологический принцип, утверждающий, что все известные фундаментальные характеристики внешнего мира (физические константы, параметры взаимодействий, свойства силовых полей, элементарных частиц, атомов и всей Вселенной в целом) «подобраны» таким образом, чтобы в результате саморазвития материи неизбежно появились высшие формы живого вещества – носители сознания (в частности, человек как свидетель данной формы Вселенной). Такие выводы основаны на том, что, как показывают расчеты, основанные на последних достижениях современной физики, малейшие изменения известных величин фундаментальных квантовых и космологических констант, таких как скорость света, постоянная Планка, гравитационная постоянная, масса и заряд электрона, разница масс протона и нейтрона, соотношение интенсивности четырех фундаментальных взаимодействий, число пространственных измерений (крупномасштабная трехмерность мира) и т.д., привели бы к общей неустойчивости Вселенной, резко ускорили бы процесс эволюции космического вещества, обусловливающий образование галактик, звезд и планет, нарушился бы механизм создания ядер тяжелых химических элементов, стабильных атомов и т.п. Такое изменение хода ядерных и космических процессов, в конечном счете, исключило бы всякие возможности для возникновения и развития сложных атомно-молекулярных структур, не говоря уже о биологических формах. То есть устойчивое существование и развитие сложных систем критически зависит от соотношения фундаментальных констант (физические константы, параметры взаимодействий, свойства силовых полей, элементарных частиц, атомов и всей Вселенной в целом), численные значения которых в настоящее время известны, благодаря научному естествознанию. Так, например, астрофизик Б. Картер в 1973 году показал, что равновесие между гравитационными и электромагнитными взаимодействиями внутри звезд соблюдается с высочайшей точностью, порядка 10^-38 %, - и это ему и многим другим ученым представляется отнюдь не случайным явлением природы. Тогда же Картер выдвинул идею о том, что Вселенная должна быть такой системой, чтобы на определенном этапе её развития фундаментальные параметры допускали существование наблюдателей. Аналогичная строгость баланса сил и «подобранность» численных значений, характерна и для всех остальных типов взаимодействий и параметров микромира и космоса.

Идеи об обусловленности появления в какой-либо области Вселенной, например, (хотя и необязательно) на Земле, разумного наблюдателя общими свойствами самой Вселенной высказывали такие крупные и универсальные умы ХХ века, как Пьер Тейяр де Шарден, Пауль Эренфест, Артур Эддингтон, Поль Дирак, Джон Уилер, Фред Хойл, Стивен Хокинг, Дэвид Бом и другие. Подчеркивая неразрывную и взаимоопределяющую связь космических сил и структуры земного вещества, Тейяр де Шарден писал: «Малейшая молекула углерода по своей природе и положению – функция совокупных космических процессов». Известный американский физик Дж. Уилер пошел еще дальше, утверждая, что: «Наблюдатель также необходим для сотворения Вселенной, как и Вселенная для сотворения наблюдателя», а английский математик Г.Дж. Уитроу, анализируя проблему передачи информации в пространствах различной размерности, пришел к выводу, что высшие формы жизни были бы невозможны в пространствах четной размерности, поскольку в них невозможна передача четко сформированных сигналов. Отвечая на вопрос, почему пространство нашего мира трехмерно, Уитроу сказал: «Трехмерность есть обязательная предпосылка для существования наблюдателей, которые способны поставить такой вопрос». Известный современный отечественный космолог А.Д. Линде и английский физик Д. Бом напрямую связывают прогресс в изучении Вселенной с введением в аппарат космологии некоторых уравнений, описывающих наличие во Вселенной мыслящего разума. «Не может ли быть так, - пишет Линде, - что сознание, как и пространство–время, имеет свои собственные степени свободы, без учета которых описание Вселенной будет принципиально неполным? Не окажется ли при дальнейшем развитии науки, что изучение Вселенной и изучение сознания неразрывно связаны друг с другом и что окончательный прогресс в одной области невозможен без прогресса в другой? После создания единого геометрического описания слабых, сильных, электромагнитных и гравитационных взаимодействий (единой теории поля) не станет ли следующим важнейшим этапом развитие единого подхода ко всему нашему миру, включая и внутренний мир человека?». Наш соотечественник, крупный современный математик и философ В.В. Налимов также считает, что такая интерпретация закономерностей эволюции Вселенной более адекватна реальности и что есть «надежда на возможность построения в будущем "сверхъединой" теории поля, объединяющей оба мира – физический и семантический».

Осознание этого факта началось еще с 20-х годов, когда П. Эренфест показал, что только в трехмерном пространственном мире возможны устойчивые траектории движения тел в полях центральных сил, каковыми, например, являются поле гравитации и электрическое поле. Именно это свойство обеспечивает стабильность атомов, молекул, Солнечной системы, Галактики и всей Вселенной в целом. Интересно также и то, что существующий мир построен самым «экономным» образом. Как следует из последних расчетов в рамках Теории великого объединения, Вселенную ещё более простого типа, в которой возможно существование и эволюция достаточно сложных химических и биологических структур (и следовательно, живого вещества), нельзя «сконструировать» на основе частиц, полей и фундаментальных взаимодействий с более простыми свойствами, чем известные сейчас.

Таким образом, среди многих ведущих ученых весьма популярно мнение, что необходимость появления в процессе развития Вселенной наблюдателя определяет её существующие свойства и величины фундаментальных физических констант, а само существование разумного существа, согласно этим взглядам, становится общесистемным принципом, организующим процесс универсальной эволюции материи от космологического состояния до биологического и далее к интеллектуальному. Следует заметить, что идеи такого рода были высказаны гораздо раньше в работах русских космистов, и в особенности, К.Э. Циолковского, у которого мысль о «всюдности» жизни в масштабах Вселенной считается очевидной и не требующей особых доказательств. Так, в работе «Космическая философия» Циолковский пишет: «Какой бы смысл имела Вселенная, если бы не была заполнена органическим, разумным, чувствующим миром? Зачем бы были бесконечные пылающие Солнца, к чему их энергия, зачем она пропадает даром?». Мысль о космической вечности жизни и присущести её Вселенной вполне определенно высказывал и В.И. Вернадский.

Современная трактовка антропного принципа сводится, в основном, к трем формулировкам, последовательно усиливающим телеологическую направленность: 1) слабая версия: «Наблюдаемое значение всех физических и космологических констант не случайно, но продиктовано требованием обеспечить существование таких областей пространства, где могла бы возникнуть жизнь на углеродной основе, а также требованием того, чтобы возраст Вселенной был достаточно велик, т.е. чтобы это событие уже произошло». Эту формулировку вполне можно отнести к высказываниям телеологического типа, в которых признается наличие в мире целевого замысла, осуществляемого какими-либо высшими силами, недоступными рациональному познанию. Здесь также накладываются ограничения на возможность появления живого вещества на другой (например, кремниевой) основе, что можно трактовать как биокарбоцентризм.

2) сильная версия: «Вселенная должна обладать такими свойствами, которые на определенном этапе ее истории позволяют жизни развиться». В этой формулировке телеологическая и биоцентристская направленность усиливаются, но данная картина мира не настаивает на единственности нашей Вселенной и уникальности земных форм жизни, и не исключает возможности существования иных миров, в которых по их типу мироустройства наличие наблюдателя не является обязательным условием. И сильная, и слабая версия антропного принципа, в некотором смысле, подразумевают существование Бога, осуществляющего свой замысел. 3) категорическая версия: «Разумный информационный поток неизбежно должен возникнуть во Вселенной, и однажды возникнув, он уже не может исчезнуть». Эта формулировка самая широкая по содержанию, и не связана с антропо- и биоцентризмом, поскольку не накладывает никаких ограничений на свойства объекта – носителя разумной информации. Здесь отсутствуют также телео- и теологические коннотации, т.к. не делаются акценты на факте появления разума как осуществлении замысла высших сил, а утверждается естественный характер процессов самоорганизации и саморазвития материи в том варианте Вселенной (например, в нашем, где уже есть наблюдатель), который реально осуществился наряду со всеми другими возможными (виртуальными мирами). Такие гипотезы о возможности существования множества других миров, организованных по другим законам, имеют некоторую научную опору в современной космологии и синергетике, и согласно этим представлениям, существование различных типов Вселенных, в принципе, современной теорией не запрещается, но эти миры как бы «существуют без свидетелей», т.е. никем не воспринимаются.