Самоорганизация и неравновесные
процессы в физике, химии и биологии
 Мысли | Доклады | Самоорганизация 
  на первую страницу НОВОСТИ | ССЫЛКИ   

В.И. Вернадский. Проблемы биогеохимии. Вып.2
от 29.12.05
  
Мысли


О коренном материально-энергетическом отличии живых и косных естественных тел биосферы

От автора Прошло больше трех лет, прежде чем автор мог вернуться к Проблемам биогеохимии. Работая в последнее время над книгой - Основные понятия биогеохимии - в связи с ходом научного охвата природы, автор считает полезным, - не ожидая ее окончания, которое неизбежно затягивается, выделить и отдельно развить в Проблемах биогеохимии некоторые отдельные вопросы, затронутые им в книге, обратить внимание на которые он считает нужным сейчас же.
Такой проблемой - в этом втором выпуске Проблем биогеохимии - является эмпирически устанавливаемое в нем автором коренное, не допускающее исключений, материально-энергетическое отличие живого вещества в биосфере от остальных ее природных объектов и проявлений.
Автор подошел к нему, исходя из изучения жизни как совокупности всех живых организмов планеты, т.е. живого ее вещества, учитывая особую структуру области, заселенной живым веществом - биосферы, единственной области планеты, закономерно связанной с космическими просторами.
Автору кажется, что с этой стороны еще не подходили к явлениям жизни, а между тем, из такого нового подхода вытекают большие следствия, которые могут быть проверены опытом и наблюдением. Он считает, что напечатанная здесь таблица, не заключает никаких гипотез и теорий, а является точным изложением научных фактов и связанных с ними эмпирических обобщений. Она не выходит из рамок науки в область философских представлений и в то же самое время резко и определенно выявляет значение жизни - живого вещества - в биосфере как и планетного явления.
В связи с поднятыми здесь общими вопросами автор в следующем, 3-м, выпуске, который готовится к печати, выдвигает более общий вопрос - О состояниях физического пространства, который касается не только биогеохимии, но и всего изучения природы и который с проблемами биогеохимии неразрывно связан.
Автор надеется в ближайшее время сдать его в печать. Оба выпуска тесно связаны по тематике.
Москва, сентябрь, 1938г.
***
Основные понятия
I. Живое вещество. Биосфера как оболочка планеты. Новое ее геологическое состояние - ноосфера. Естественные тела и природные явления биосферы - косные, живые и биокосные. Их система - научный аппарат. Левизна-правизна в живом веществе как проявление состояния занятого ими пространства. Свободная энергия биосферы как проявление в ней живого вещества и его биогеохимической энергии

1. В моей биогеохимической работе, которую я систематически и непрерывно веду с начала 1916г., я в последнее время оформил выводы, которые указывают на глубокое непереходимое отличие - энергетически-материального характера - явлений жизни от всех процессов, идущих в биосфере, - отличие, которое, с одной стороны, может быть выражено количественно точно, а с другой требует новой математической работы в области геометрии.
Вскрывается новая проблематика изучения жизненных явлений, которая открывает новые стороны явлений жизни и новые возможности научной работы. Я считаю поэтому полезным обратить внимание на эти представления, не ожидая, когда будет закончена предпринятая мною переработка биогеохимии.
2. В основу биогеохимии кладутся немногие основные представления, не заключающие в себе никаких гипотез, а являющиеся точными и ясными научными понятиями, научными эмпирическими обобщениями опыта и наблюдения натуралиста.
Таким эмпирическим научным обобщением, столь же непреложным, как правильно научно установленный факт, является, прежде всего, само понятие живого вещества биосферы.
Живое вещество биосферы есть совокупность ее живых организмов.
В дальнейшем вместо понятия жизнь я буду брать понятие - живое вещество - в таком его понимании.
Обычно в аспекте биосферы отдельный живой организм теряется; на первое место выступает совокупность организмов - живое вещество. Однако и в биогеохимии - в строго определенных случаях - приходится принимать во внимание временами отдельный организм, его индивидуальность.
Это неизбежно приходится делать в тех случаях, когда в качестве геологического фактора выступает, как мы это видим сейчас, деятельность человека, в которой отдельная личность иногда ярко проявляется и отражается на крупных явлениях планетного характера. Она меняет, ускоряет и вызывает огромного значения геологические процессы своим проявлением в биосфере.
Мы живем в небывало новую, геологически яркую эпоху. Человек своим трудом - и своим сознательным отношением к жизни - перерабатывает земную оболочку - геологическую область жизни биосферу. Он переводит ее в новое геологическое состояние, его трудом и сознанием биосфера переводит в ноосферу. Им создаются в биосфере новые, не существовавшие раньше биогеохимические процессы. Биогеохимическая история химических элементов - планетное явление - резко меняется. На нашей планете создаются, например, в огромных массах новые свободные металлы и их сплавы, в ней никогда не существовавшие, таковы, например, алюминий, магний, кальций. Резчайшим образом изменяется и нарушается растительная и животная жизнь. Создаются новые расы и виды. Лик планеты меняется глубочайшим образом. Создается стадия ноосферы. Сейчас в биосферной земной оболочке происходит бурный расцвет, дальнейшая история которого представляется нам грандиозной.
В этом геологическом процессе - в основе своей биогеохимическом - отдельный индивид живого вещества, людской совокупности - крупная личность - ученый, изобретатель, государственный деятель - может иметь основное решающее и направляющее значение, проявляться как геологическая сила.
Такое проявление индивидуальности в процессах огромного биогеохимического значения есть новое планетное явление. Оно сложилось, стало проявляться резче и глубже с ходом времени, в последние десятки тысяч лет на фоне истории биосферы миллиардной длительности, когда его не было.
В биогеохимических процессах - за пределами этих явлений - совокупность живых существ - живое вещество, - как и прежде играет основную роль. Оно характеризуется как совокупность всех организмов, сводимая к математически выраженной совокупности средних живых организмов. В биогеохимии изучается, прежде всего, проявление совокупности, а не среднего неделимого. В большинстве других биологических наук мы изучаем главным образов среднее неделимое, причем в науках медицинских и зоотехнических, выступает в последние тысячелетия значение - как и во всех наукам гуманитарных - неделимого, индивидуальности, личности.
Морфологически в биогеохимии живое вещество проявляется как вид, род, раса и т.п. Мы различаем живое вещество однородное - родовое, видовое и т.п. и живое вещество неоднородное, как лес, степь, биоценоз вообще, состоящее из однородных живых веществ, их закономерные смеси.
Удобство такого подхода к явлениям жизни заключается в том. что мы при этом не сходим в наших суждениях и представлениях в шаткую область гипотез и философских построений о жизни, господствующих в биологической мысли. Мы при этом не выходим из области научных фактов и научных эмпирических обобщений, стоим на их прочной почве.
3. Наряду с понятием живого вещества выдвигаются еще два эмпирических обобщения - понятие о среде жизни, как биосфере, и о живом организме, как о живом природном (естественном) теле.
Живое вещество находится на нашей планете только в 6иосфере, которая и есть область жизни.
Этим совершенно точно определяются ее пределы. Исходи из этого определения, к биосфере принадлежит атмосфера - вся тропосфера. А сейчас живые организмы - человек и его неизбежные путники: насекомые, растения и микробы - проникают сами или с помощью приборов еще выше в стратосферу. Одновременно культурный человек (и его неизбежные живые спутники) проникает в глубь за пределы поверхностного рельефа, сообщающегося с тропосферой, на несколько километров вниз от земной поверхности. Вскрылось сейчас и планетное значение открытого в конце прошлого столетия нахождения жизни - микробного живого вещества, главным образом, анаэробного - в земных глубинах, местами превышающих три километра и, вероятно, больше. Нижняя граница биосферы лежит, таким образом, на несколько километров ниже уровня геоида. Весь Всемирный океан в нее входит.
Биосфера представляет собой определенную геологическую оболочку, резко отличную от всех других геологических оболочек нашей планеты. И это не только потому, что она заселена живым веществом, которое является огромного значения геологической силой, ее совершенно перерабатывающей, меняющей ее физические, химические и механические свойства. Но это единственная оболочка планеты, куда проникает заметным образом космическая энергия, ее еще более живого вещества изменяющая. Главным ее источником является Солнце. Его энергия - тепловая, световая и химическая - на ряду с энергией химических элементов есть первоисточник создания живого вещества.
Живое вещество проникает всю биосферу и ее в значительной степени создает. Оно аккумулирует энергию биосферы, главным образом тепловую и химическую энергию солнечных лучей и химическую энергию земных атомов. Возможно, что известную роль играет радиоактивная энергия.
4. Материально-энергетически вещество, строящее биосферу, резко неоднородно. Мы в нем с этой точки зрения должны различать главную массу вещества ее, не входящую в живое вещество, - вещество, которое я буду называть косным, не живым. По весу основная масса его состоит из горных пород. Но по объему выступают на первое место жидкие и газообразные тела - океан и атмосфера.
В них находится - живет - совокупность живых организмов планеты - ее живое вещество.
Между ними и косным веществом биосферы есть единственная непрерывная материальная (resp. энергетическая) связь, непрерывно идущая во время дыхания, питания, размножения живого вещества, основная для его существования: миграция атомов - химических элементов - из косных тел биосферы в живые естественные тела и обратно - биогенная миграция атомов. Она проявляется в виде движения - ухода и прихода определенных химических соединений и отдельных химических элементов - из живого вещества и в живое вещество в процессах питания, дыхания, выделений, размножения, характеризующих живое вещество Эти процессы определяют биогеохимическую энергию живого вещества, основным проявлением которой является размножение живого вещества.
Все эти проявления биогенной миграции и биогеохимической энергии определяются размерами, химическим составом и энергии биосферы. Благодаря этому в биосфере могут существовать не всякие организмы, а только строго определенные ее структурой. Живой организм и живое вещество являются закономерной функцией биосферы.
Это обычно забывают. И неправильным образом, - особенно в философских рассуждениях, но и в биологии, - противопоставляют живой организм среде, как будто это два независимых объекта Такое сравнение есть логическая ошибка. Особенно ярко это проявляется в философии и в корне подрывает огромно количество ее заключений. Я не буду здесь на этом останавливаться.
5. Не менее важно понятие природного или естественного тела. Странным образом это основное понятие, в сущности проникающее все естествознание, обычно оставляется без внимания и без серьезного логического анализа. Однако им пользуются почти бессознательно на каждом шагу.
Мне пришлось в молодости ярко и сознательно пережить проявление его значения. Мой учитель В.В. Докучаев в свое творческой работе в почвоведении выставил положение, что почва есть особое естественное тело, отличающееся от горной породы. Как известно, он доказал этот тезис и тем самым позволил вникнуть своим современникам на ярком примере успешного синтеза, в основы творческой работы естествознания.
Но в истории науки и в научной текущей жизни такие события редки. Обыкновенно споры не доходят до основных положений научного знания. Об этих положениях не говорят и о них забывают.
Вдумавшись, легко убедиться, что в основе всего естествознания  лежит понятие об естественном (природном) теле и о природном явлении. В наших дальнейших рассуждениях мы будем касаться только биосферы и рассматривать явления, учитывая живое вещество.
Ученые в биосфере изучают только объекты, которые создаются в биосфере силами, имеющими в ней место, или явления, в ней этими силами вызываемые. Объекты, с которыми они имеют дело удобно называть естественными или природными телами биосферы, а явления - природными ее явлениями. Задача науки заключается в том, чтобы точно исчислить, описать и определить все естественные тела и все природные явления, существующие и существовавшие, в биосфере. Работа длится поколениями, и миллиарды миллиардов научных фактов и научных обобщений - т.е. естественных тел и природных явлений - научно охвачены, сосчитаны и приведены в систему. Они составляют основу науки; из них строятся эмпирические обобщения, сводимые опять-таки к естественным телам и к природным явлениям.
Странным образом среди текущей работы ученый не обращает внимания на особый характер своей научной работы по сравнению с другими духовными проявлениями человечества - с искусством, с религией, с философией. Можно говорить вообще об ученом, а не о натуралисте, так как вся область гуманитарных наук (в том числе логика, психология и история философии или религии, или искусства) имеет дело с естественными телами и природными явлениями - и только с ними.
В результате этой работы создается основное содержание науки, для которого странным образом до сих пор нет обще-принятого выражения. Мне пришлось назвать его и, может быть, удобно называть его научным аппаратом. Этот аппарат начал создаваться в астрономии еще за тысячи лет до нашей эры и был воспринят - дошел до нас в виде числовых данных для положений солнца, звезд, планет в эллинских сводках (Гипарх, Птоломей). Работа возобновилась в средние века в Средней Азии. Она всюду велась в летописях в форме точных записей комет, болидов, метеоритов и т.п. С XVI столетия началось быстрое накопление материала и были созданы первые крупные обобщения, основанные на его обработке. Но и в астрономии основное движение, непрерывное с тех пор и быстро развивающееся, тоже началось в большом масштабе только в XVIII веке. В этом же веке - в веке описательного естествознания - стремление точно сосчитать, отметить и описать всякое естественное тело и записать всякое природное явление стало сознательной задачей точного естествознания.
Линней (1707-1778), опираясь на работу более старых натуралистов, ввел понятие о системе природы и подсчитал впервые число видов животных и растений - однородных живых веществ, населяющих биосферу. Он знал в 1758г. всего 4162 вида животных (в 1768 - 5936) и в 1768г. - 7788 видов растений. Всего живых организмов Линней (1768) различал 13 724. Горных пород и минералов еще меньше. Сейчас количество видов растений приближается к 200 тысячам и, может быть, превысит 300 тысяч. Число видов животных подходит к 800 тысячам и, вероятно, в действительности отвечает нескольким миллионам, может быть достигнет 10 миллионов.
В сущности, система природы, понятая широко, отвечает тому, что я называю научным аппаратом. Колоссальное количество чисел, отвечающих физическим и химическим свойствам, - растущее, как снежный ком, все увеличиваясь с ходом времени, добытое главным образом путем опыта ученого, а не путем наблюдений биосферы и впервые создаваемое в биосфере научным трудом, во много раз превышающее количество живых естественных тел живых веществ и не имеющее границ, - делает обозначение их как системы природы, мне кажется, логически неясным и неудобным и практически невыгодным. Поэтому понятие научного аппарата в котором мы разбираемся только благодаря тому, что он сведен в научную систему, - проще. В него целиком входят система природы и научный аппарат гуманитарных наук, охватываемый также научной системой, всецело проникнутый индивидуальностью.
6. Каждый объект естествознания есть естественное тело или естественное явление, создаваемое природными процессами. В настоящее время многие квадрильоны, если не больше, естественных тел и природных явлений научно сведены вместе, подсчитаны и научно определены в системе научного аппарата. Число тел и явлений непрерывно растет, система научного аппарата также научно непрерывно совершенствуется. Благодаря этому мы все резче разбираемся в бесчисленном количестве научных фактов. В них заключается основное содержание науки. Переработанные научные обобщением и временными научными гипотезами и теориями, охваченные математической дедукцией и анализом, они являются научной истиной, точность и глубина которой с каждым поколением увеличивается.
Этим точная наука отличается от философии, религии и искусства, где научного аппарата нет и где научная истина, иногда вскрываемая интуитивным творчеством, может быть узнана только тогда, когда научно будет вновь доказана. Эта творческая интуиция иногда намного предшествует научному ее пониманию, и в этих областях человеческого творчества таятся неясные современникам научные истины будущего. Но точно разобраться в них без науки - не сведя их к научному аппарату - мы не можем.
7. Можно различить в биосфере три типа естественных тел: тела живые (например, растение, жук и т.п.), тела косные (например, горная порода, кварц, и т.п.) и тела биокосные (например, почва, озерная вода и т.п.).
Биосфера состоит из резко ограниченных областей, образованных живыми, косными и биокосными телами - водами, живым веществом, горными породами, воздухом и т. п. Переход живых тел в тела косные происходит при их отмирании; когда живое тело перестанет, как таковое, существовать, образуются органогенные горные породы (например, биолиты) и косные тела (на пример, газы). Биолиты часто являются биокосными телами. Никогда не наблюдается образования живого организма непосредственно из косных тел: принцип Ф. Реди (все живое из живого) не нарушается.
Понятие о косном (мертвом) и живом природных телах как резко различных природных объектах, - есть древнее бытовое, исторически - тысячелетия - внедренное представление, понятие здравого смысла. Оно не может возбуждать сомнений, всем понятно и ясно.
В научной работе - в течение даже столетий - не много можно найти случаев сомнений, причислять ли данный природный объект к живому существу иди к косному телу, является ли данное природное явление проявлением живого или косного. Одним из таких сомнений - может быть, самым глубоким - является вопрос о вирусах. Может быть, иными являются вопросы, поставленные Д.Ч. Бозе в Калькутте о проявлении жизни в живой и косной материи одинаково, но различно по степени. Но это философские проблемы, которые Бозе пробовал решать с помощью научной методики, как раньше в XIX столетии это менее точно ставил в Европе философски Г.Т. Фехнер. В этом случае вопрос о живом веществе биогеохимии не затрагивается, так как живое вещество в ней есть совокупность живых организмов: Фехнер и Бозе пытались проникнуть в материально-энергетическую субстанцию, общую живому и косному телу.
8. Понятие биокосного естественного тела есть понятие новое - биогеохимически научно точно и определенно отличающееся от понятия косного и живого естественного тела. В биосфере естественные тела этого рода ярко выражены и играют большую роль в ее организованности. Биокосные естественные тела характерны для биосферы. Это закономерные структуры, состоящие из косных и живых тел одновременно (например, почвы), причем все их физико-химические свойства требуют иногда чрезвычайно больших поправок, если при их исследовании не учтено проявление находящегося в них живого вещества.
Биогенная миграция химических элементов (атомов) играет в их свойствах большую, нередко преобладающую, роль.
Всякая почва есть характерное биокосное тело. Это ясно видел уже В.В. Докучаев.
Биокосными телами является подавляющее большинство земных вод. Только в отдельных случаях в них не играет основной роли живое вещество. Этого нет например, в горячих вулканических водах, богатых серной или соляной кислотой, нет в крепких рассолах. А все же даже в Мертвом море есть микробное живое вещество, не играющее, правда, решающей роли. Чисты от живого вещества в первые моменты дождевые воды. Все воды океанов и морей, рек и озер, все их илы представляют биокосные тела. Газовый режим, химический состав и иловые осадки всех этих вод - их химия - в основном определяются живым веществом.
Роль биокосных естественных тел чрезвычайна и еще не учтена настоящим образом в организованности биосферы.
Процесс выветривания горных пород есть биокосный процесс, что обычно не учитывается. Мне кажется, это объясняет отсталость этой области химической геологии (коры выветривания) от современного уровня знания. К нему подходят только, как к процессу физико-химическому. Биогеохимический подход к решению этой проблемы должен дать много.
9. До сих пор я не выходил за пределы понятий живого вещества, биосферы, естественных тел и природных явлений (косных, живых, биокосных), - основанных на огромном эмпирическом, точном материале опыта и наблюдений. Они не могут вызывать теоретических сомнений и не требуют никаких новых научных гипотез или научных теоретических построений для своего понимания. Можно спокойно и плодотворно для научной работы здесь сводить в систему и обобщать накопляющиеся научные факты.
Но для понимания дальнейшего мне необходимо коснуться двух больших новых явлений, в научном изучении которых нельзя итти путем простого обобщения научных фактов, а необходимо ввести новые понятия и найти новую форму для охвата фактов.
Оба эти явления чрезвычайно мало охвачены теоретической мыслью и не осознаны в своем научном значении. Они сейчас находятся на грани современного научного знания.
Это. во-первых, понятие правизны - левизны и, во-вторых, понятие биогеохимической энергии.
Правизна-левизна есть исконное бытовое понятие, едва охваченное научной и философской мыслью. На его первостепенное значение для понимания явлений жизни - организма, живого вещества - впервые обратил внимание Л. Пастер и независимо от него несколько раньше Бешан, но Пастер охватил вопрос глубже и выявил в нем явления, которые дают нам возможность точно научно проникнуть в эту огромную область проблем, всего значения которых Пастер не мог предвидеть. Понятие о биогеохимической энергии было введено мною в 1925г. в отчете моем Fondation Rosenthal в Париже, который никогда целиком не был напечатан. В моей книге я охватываю этот вопрос, насколько это сейчас возможно.
Остановимся сперва на правизне и левизне в ее отношении к живому веществу и к биосфере.
10. Мы можем здесь не считаться с А. Бешаном, глубоким натуралистом-экспериментатором. Бешан - старший современник Пастера, его враг и соперник, его надолго переживший, - не сумел добиться нужных условий для систематической работы. Он исходил из того же факта, из которого исходил и Пастер, - из открытия в начале XIX столетия в одном из мелких производств Эльзаса превращения виноградной кислоты или ее солей в левую винную кислоту при развитии в ней плесени. Было создано этим путем новое производство левой винной кислоты. В этом химическом воздействии плесени как живого вещества и Бешан и Пастер, оба глубокие химики, увидели замечательное, исключительное свойство жизни - живого вещества, - непонятное, необычное, неизвестное и, повидимому, невозможное в обычных химических явлениях.
Задуматься над этим и отметить это - увидеть здесь проблему - уже было большим делом, но только первым началом. Надо было исследовать и выразить явление в конкретных научных фактах.
Жизненные условия не дали этой возможности Бешану. Но Пастер поставил его в связь с совершенно особым свойством энантиоморфных кристаллов, характеризующих - под. влиянием живого вещества - рацемические кислоты и соли. В результате получается один изомер - левый или правый, другой не существует, может быть, используется организмом. В этом Пастер правильно увидел резкое нарушение закона кристаллической симметрии. Это нарушение сказалось в том, что правые и левые формы оказываются в живом веществе телами резко различной устойчивости, химически явно не идентичным и, чего никогда не наблюдается для них в косных естественных телах. Очевидно, наблюдаться и не может.
Он назвал это явление диссимметрией, но не обратил внимания и не связал с обычной в живом веществе правизной- левизной, с их морфологической и физиологической структурой. Он изучал это явление как кристаллограф и химик, но не как биолог. Сам Пастер не дал более точного определения диссимметрии и не учитывал тех изменений, которые произошли в кристаллографии, когда он вернулся в последние годы своей жизни снова к этой проблеме. Гораздо большее значение имело сделанное при этом Пастером открытие диссимметрии молекул, совершенно аналогичной диссимметрии кристаллических многогранников. Оно вызвало создание целой новой науки - стереохимии. В связи с нею в химию вошло понятие асимметрии (т.е. отсутствия симметрии в пространственных формулах окружения атома углерода). Этом слово одновременно в физике и в кристаллографии употребляется в совершенно отличном смысле, создавая путаницу.
11. Создалась путаница, мешающая работе. Диссимметрия молекул, открытая Пастером, указала, что в химической формуле, в том числе и в растворах, отражается присутствие живого вещества, выявляется в химических реакциях неравенство правых и левых атомных структур. Они химически различны в живом веществе, химически и идентичны в косной химической среде. Пастер не знал, что в сущности (как это открылось после его смерти) то же явление он же открыл и в кристаллах. Ибо в них он имел аналогичное атомной структуре молекул распределение в пространстве правых и левых спиральных расположений атомов. Это точно вытекало из представления о кристаллическом пространстве - говоря современным языком - геометрически построенном Е.С. Федоровым и К. Шёнфлиосом в конце прошлого века. Е.С. Федоров правильно видел в совпадении выведенных ими 230 (в действительности - 219) групп с распределением атомов в кристаллическом пространстве доказательство атомного строения химических соединений. Окончательно это было доказано в XX столетии опытом - рентгенографическим анализом кристаллов. Современники Пастера - Зеебер, Ампер и Годан - это предвидели, но Пастер стоял вне влияния их идей.
После Пастера П. Кюри обобщил понятие диссимметрии, - рассматривая явление, открытое Пастером в организмах, как частный ее случай, - и применил ее для основных физических явлений, электрических и магнитных полей и т.д. как основной постулат физики. Но Кюри не смог окончательно развить свои идеи; внезапная смерть прервала его работу в самом разгаре. В его бумагах не осталось никакого связного изложения достигнутых им результатов. Нужно только отметить, что Кюри доказал существование различных форм диссимметрии и логически вывел, что явление, связанное с какой-нибудь формой диссимметрии, должно иметь причину, обладающую той же формой диссимметрии. Удобно называть этот вывод принципом П. Кюри.
При таком состоянии вопроса, я думаю, будет более правильным оставить в стороне понятие и слово диссимметрия и употреблять вместо нее старинное, всем известное представление о различии правизны и левизны в организмах, так резко проявляющееся в человеке. Но так как есть теория (мне кажется, - ошибочная) о проявлении правизны в человеке только в неолите, правильным будет принять для правизны-левизны более общее представление, которое употреблял Кюри перед смертью, понятие о различных состояниях пространства. Он не успел его за смертью оформить, но оно по существу, конечно, вполне отвечает разным формам диссимметрии которыми занимались Кюри и Пастер.
Это понятие было широко распространено среди натуралистов в области описательного естествознания и идет далеко в глубь XVIII столетия. Здесь дело не раз о разном состоянии пространства на нашей планете в связи с ее обращением вокруг Солнца, о различии движений и явлений посолонь и противусолонь. Пастер признал возможность разного состояния космического пространства и этим объяснял проявление открытой им в живом веществе диссимметрии. По существу мы должны видеть в состоянии пространства основной геометрический субстрат всех материальных временных и энергетических его проявлений.
В данном случае это будет такое состояние пространства, в котором правизна и левизна, сводимые к правым или левым спиральным структурам атомов, химически идентичны в косных телах и различны в живых. Это - одно из глубочайших геометрических свойств естественных тел - осталось без достаточного внимания и в философии, и в математике и в естествознании. Но в быту мы все знаем это явление хорошо. Оно известно нам с детства, ибо человек есть естественное живое тело, в котором правизна резко отлична (и химически) от левизны. Левши, например, встречаются один примерно на 16 тысяч человек. В последнее время эти явления начинают обращать на себя большое, но мне кажется, все еще не достаточное внимание в биологии.
Математики-геометры особенно - не могут оставлять его дальше вне круга своего зрения и должны разработать это основное геометрическое явление.
Я вернусь к вопросу о состоянии пространства в общем охвате в связи с частным его проявлением в неравенстве правизны и левизны в следующем этюде о проблемах биогеохимии. Здесь я не могу дольше на нем останавливаться. Мне кажется, удобно говорить при этом о физическом пространстве, как предлагал это Гельмгольц.
12. Необходимо остановиться еще на одном явлении, далеко не охваченном научным обобщением о проявлении действенной энергии живого вещества в биосфере.
Уже Р. Майер, почти сто лет назад, учитывал такое проявление живого вещества. Он указал, что в органогенных минералах - в ископаемых углях - мы имеем аккумулятор свободной энергии, захваченной в этой форме живым веществом каменноугольной эпохи, используем ископаемый солнечный луч того времени.
Но в общей форме - о создании и накоплении свободной энергии в биосфере живым ее веществом и природными процессами, с ним связанными, - эта идея сложилась у многих в середине XIX столетия, когда создавалось само представление об энергии.
Я хочу здесь коснуться этого более конкретно: не как основной проблемы энергетики планеты, а как проблемы биогеохимической.
Проявляемая живым веществом в биосфере свободная энергия, сводимая к работе, связанной с движением атомов, проявляющаяся в движениях живого вещества, была названа мной в 1925г. биогеохимической энергией (§17, п.V). Так как биохимическая энергия чрезвычайно резко отличает живое вещество от косного, необходимо в общих чертах на этом здесь же остановиться.
13. Биогеохимическая энергия живого вещества теснейшим образом связана с тремя основными проявлениями живого вещества в биосфере: во-первых, с единством в ней всего живого вещества, во-вторых, с непрерывным созданием им в биосфере свободной энергии, способной производить работу и, в-третьих, с заселением биосферы живым веществом.
Во всех этих трех случаях проявление биогеохимической энергии различно, и взятая в целом биогеохимическая энергия является не однородной. Она, в конце концов; связана с движением живого вещества в биосфере с движением пассивным или активным (по отношению к живому веществу), связанным с передвижением масс живого вещества в биосфере, сводимым в конечном итоге к движениям атомов или химических элементов.
Из сказанного ясно, что биогеохимическая энергия не есть особая форма энергии, свойственная живому, это не есть жизненная энергия, проявления которой искал В. Оствальд, - аналогичная тепловой, химической, световой, электрической и т.п. энергиях. Она не касается закона сохранения энергии, но выявляется в нем в виде форм энергий, уже раньше известных.
Мы можем сейчас точно проследить реальные источники биогеохимической энергии. Ими являются в конечном счете энергия солнечных лучей (световая, тепловая и химическая) и энергия химических элементов, строящих тело живого вещества (энергия химическая и тепловая). Вероятно участие в ней и радиоактивных элементов.
Точный количественный учет калорического эффекта в жизненных процессах, мне кажется, бесспорно устанавливает такое ее происхождение. Она, в сущности, является следствием проявления организованности биосферы и организованности живого вещества, ее населяющего.
Я не могу здесь на этом останавливаться. Отмечу только главные формы ее проявления. Наиболее важной является биогеохимическая энергия, связанная с заселением планеты. Я пытался оценить ее в виде определенной для каждого вида живых веществ максимальной скорости передачи его жизни, - как я ее, может быть, неудачно, называл раньше, - т.е. скорости заселения всей планеты данным организмом. Это энергия, связанная с размножением организмов. Каждое живое вещество может этим путем перемещаться по планете и в определенный срок, различный для каждого живого вещества, может теоретически заселить всю планету. В самых быстрых случаях это заселение может произойти для бактерий - в сутки-полтора, а для слона, - одного из наиболее медленно размножающихся организмов - в тысячу - тысячу сто лет. При полном заселении живое вещество может покрыть всю поверхность планеты, т.е. оно заполнит все линии и площади, реально существующие на планете. Одну из этих кривых линий, линию земного экватора, т.е. точно определенную максимальную по длине земную линию (кривую), можно взять за параметр для сравнения, единый и общий для всех живых веществ. Когда я говорю здесь о заселении планеты, я предполагаю, что заселение идет в условиях, при которых оно могло бы продолжаться нормально и впредь, если бы этому не препятствовало отсутствие места - площади для заселения. Скорость заселения может при этом выражаться величиной v, которая колеблется в пределах от близких к скорости звука в воздухе, от больше 33000 см/сек (для некоторых бактерий) до сотых долей см/сек (для слона).
Другими словами, дело идет о длительном и прочном заселении планеты организмом в нормальных условиях его жизни, при которых он может существовать в ней поколениями, а не о том взрыве жизни, когда избыток народившихся организмов вымирает из-за недостатка пищи или места для жизни.
Представления эти не вошли пока в научное сознание. Я убежден, что дело будущего их использовать. Надо заметить, что скорость звука отвечает такому реальному условию, при котором воздушная среда, в которой организм живет, даже в случаях жизни водной (в природных водах есть своя подводная атмосфера), не разрушается в своем нормальном строении. Это показывает, что энергия биогеохимическая, так выраженная, почти достигла физически возможных ей пределов. Полученные таким образом скорости заселения могут быть количественно между собою сравниваемы, и можно, например, утверждать, что для слона скорость заселения в 10^7 раз меньше, чем для бактерии.
Но биогеохимическая энергия заселения не охватывает всех проявлений этой энергии. Я здесь отмечу еще две ее формы. Во-первых, создание массы живого вещества и ее сохранение метаболизмом неизменною во время его существовании. И, во-вторых, ту огромную новую форму биогеохимической энергии, какой в биосфере является техническая работа человечества, сложно руководимая его мыслью - сознанием. Любопытно, что рост машин с ходом времени в структуре человеческого общества тоже идет в геометрической прогрессии подобно тому, как идет размножение всякого живого вещества, людского в том числе.
Эти проявления биогеохимической энергии совсем уже не охвачены научным исследованием.
Настоятельно необходимо направить научную работу в эти области биогеохимии, не только в виду их большого теоретического значения, но, и в виду, мне кажется, несомненного их значения для задач государственной жизни. Надо сознательно подходить в ней к происходящему сейчас стихийному процессу перехода биосферы в ноосферу.
Собрать факты и изучить проблемы, связанные с биогеохимической энергией, является для этого первоочередной задачей. Я не сомневаюсь, что это рано ли, поздно ли будет сделано. В книге своей я надеюсь вернуться к этому еще раз.
Основное своеобразное свойство биогеохимической энергии резко и ярко проявляется в росте свободной энергии 6иосферы с ходом геологического времени, особенно резко с проявляющимся переходом ее в ноосферу.
II. Таблица материально-энергетического отличия живых естественных тел биосферы от ее косных естественных тел Отличия по энергетическим процессам живого вещества от косного укладываются в рамки тех же форм энергии, какие выявляются в косных естественных телах. Химический состав сводится в обоих формах естественных тел к тем же химическим элементам, но возможно, что в живом веществе атомные веса некоторых или всех элементов смещены. Основное отличие наблюдается в пространстве-времени живых веществ. Необходимо на ряду с материей и энергией изучение проявления в нем времени. Допустима и требует проверки в связи с этим научная гипотеза об особой геометрической структуре пространства тел живого вещества - не отвечающего евклидовой геометрии, лежащего в основе материально-энергетических и временных свойств живого вещества, отличающего его от косных естественных тел биосферы
14. На основании всего, что известно сейчас о биосфере, попробую сжато выразить, вне всяких теорий и гипотез, то резкое отличие живого вещества биосферы от косных ее естественных тел, которое так резко и характерно для земной оболочки, для нас наиболее близкой и родной.
Мне кажется, что это нужно и важно сделать теперь же, до выхода моей книги - когда-то это еще будет.
В такой форме и в таком аспекте, сколько знаю, это никогда еще не было сделано и, следовательно, не могло в целом обсуждаться, - важнейшая проблема лежит вне кругозора натуралиста.
Чрезвычайно важно, чтобы натуралисты подумали над пониманием такого основного явления в биосфере.
Важно, чтобы в их распоряжении были при этом не столько теоретические научно-философские представления о жизни, которые сейчас занимают мысль философа, сколько те точные данные, которые охватывают биологию, и все ее определения жизни, которые с ними связаны.
В ниже приводимой таблице, мне кажется, я даю только такие эмпирические обобщения и не выхожу из области научных фактов.
Как раз на эту сторону вопроса сейчас необходимо обратить внимание и их-то и надо принять за основу научной работы.
15. Непереходимое резкое различие между живым естественным телом и косным естественным телом биосферы может быть сведено в сжатой форме к следующей таблице: Таблица материально-энергетического отличия живых естественных тел биосферы от ее косных естественных тел
Живые естественные тела
I. Живые естественные тела проявляются только в биосфере и только в форме дисперсных тел, в виде живых организмов и их совокупностей - живого вещества. Они наблюдаются как в макроскопическом (поле тяготения), так и в микроскопическом разрезе реальности.
Синтез живого естественного тела не был никогда воспроизведен. Выяснилось, что есть для этого какое-то основное условие, в лабораториях отсутствующее.
Л. Пастер видел его в отсутствии в условиях лаборатории диссимметрии - особого состояния пространства (§10-11).
Возможно, но до сих пор не доказано проникновение живых естественных тел в биосферу из космического пространства.
II. Живые естественные тела представляют собой нечто единое целое - живое вещество биосферы - как морфологически, имея единую морфологическую единицу - клетку, так и материально-структурно, имея единую протоплазму, и, наконец, - динамически-структурно, всегда обладая размножением.
Едва ли можно отрицать, что такое единство всех живых естественных тел связано с их генетическим единством в ходе времени.
III. Химическое различие правых и левых форм одного и того же химического соединения характеризует состояние физического пространства, занятого телом живого организма, и его проявлений в окружающей его среде, в биосфере. В твердых (кристаллических и мезоморфных) и жидких продуктах, образуемых биохимическими процессами, это химическое неравенство резко проявляется. Преобладают или правые или левые изомеры. Это проявляется резко и глубоко в свойствах живого вещества биосферы, вплоть до молекул, строящих его тела. Законы симметрии твердого кристаллического состояния материи резко нарушены.
Такие состояния пространства, занятого телом живого вещества, создаются в биосфере только из ранее существовавших живых естественных тел. Получаются рождением (принцип Реди).
Можно здесь видеть проявление принципа Кюри (§ 11).
Повидимому, прав Л. Пастер, что для основных для жизни первичных химических соединений существуют внутри тела организма (в его физическом пространстве) только стерически левые изомеры, правые или не появляются или перерабатываются организмами. К сожалению, до сих пор это огромной важности явление, легко поддающееся решению, остается не решенным и пока только очень вероятным.
IV. Новое живое естественное тело, живой организм - родится только из другого живого организма, ему подобного. Во времени чередуются для каждого живого вещества свои, определенным темпом образованные поколения (принцип Реди).
В геологическом времени, на протяжении по крайней мере двух миллиардов лет, живые вещества являются пластичными - идет процесс эволюции видов. По-видимому, по не вполне еще выясненным законам (частью процесс мутации?) для разных живых веществ временами наблюдается новое поколение, морфологически и физиологически изменение, явно отличное от предыдущего, - создается новое видовое живое вещество. Наблюдается в течение не менее двух миллиардов лет единый эволюционный процесс, тесно связанный с историй планеты. Как показал Дана (1852) в ходе времени неизменно, но большими остановками, порядка десятков, может быть, сотен миллионов лет, идет при этом образование в биосфере в ее живом веществе все более и более функционально мощно выраженного центрального нервного аппарата, - мозга.
Благодаря этому с конца плиоцена геологическая роль живого вещества в биосфере резко растет - дала скачок. Благодаря человеческому творчеству биосфера быстро переходит в новое состояние - в ноосферу.
V. Живых жидких и газообразных естественных тел в биосфере нет. Жидкости и газы в каждом живом теле смешаны с коллоидальными-мезоморфными и твердыми структурами.
Произвольное движение, в значительной степени саморегулируемое, является общим признаком всякого живого естественного тела в биосфере.
Есть две формы такого движения для живого вещества. Одна - пассивная - создается размножением, и есть общее свойство всех живых веществ. Другая - активная - выражается для огромного большинства животных и для меньшинства растений произвольным передвижением отдельных особей и их колоний в среде живого вещества.
Первая форма движений - растекание в биосфере или заселение биосферы - по характеру своих законов аналогична газовой массе и подобно ей оказывает давление, величина которого зависит от темпа размножения (биогеохимическая энергия заселения). Скорость заселения в пределе биосферы живым веществом достигает физически возможного максимума - скорость звука в газовой среде дыхания.
Для микроскопических организмов, живущих в жидкостях, есть еще форма движений, сводимая к молекулярному движению жидкостей, нам видная в Броуновском движении.
VI. Живое естественное тело живет, т.е. растет и размножается.
Благодаря этому каждый живой организм является источником и центром биогенной миграции атомов из биосферы в организмы и обратно. Тем самым он является источником свободной энергии в биосфере - свободной биогеохимической энергии.
Этим биогенным током атомов создается - биохимическим путем - бесчисленное количество химических молекул в живом веществе, которое непрерывно меняется. Получаемые в организмах химические соединения могут быть большей частью другими приемами созданы в наших лабораториях. В биосфере они почти все образуются только в живом веществе.
В живом веществе их синтез идет с недостижимой пока и неслыханно для наших лабораторий скоростью.
Благодаря этому биогеохимическая энергия выдвигается в биосфере по мощности как основная сила изменения биосферы.
VII. Число живых естественных тел биосферы количественно связано с размерами биосферы. Допустима, но требует проверки, рабочая научная гипотез о космическом обмене живых естественных тел.
VIII. Масса живых веществ биосферы близка к пределу и, повидимому, остается подвижно-неизменной в течение исторического времени. Она определяется прежде всего лучистой солнечной энергией, попадающей в биосферу, и биогеохимической энергией заселения планеты.
Повидимому, масса живого вещества растет в ходе геологического времени, и процесс захвата земной коры живым веществом еще не закончен.
IX. Минимальный размер живого естественного тела определяется дыханием, т.е. газовой биогенной миграцией атомов (в конце концов - числом Лошмида). Он порядка 10^-6 см. Максимальный размер в течение двух миллиардов лет не превысил немногих сотен метров. Причина этого не выяснена. Диапазон небольшой: 10^9.
X. Химический состав живых естественных тел создается ими самими. Питанием и дыханием они выбирают для своего бытия и для создания новых живых естественных тел нужные им химические элементы (автарксия живого вещества). Повидимому, они могут менять при этом состав изотопических смесей (менять атомные веса химических элементов).
Так, они создают сами основную часть своего тела, как в определенных рамках независимые автономные тела в биосфере - в большом биокосном естественном теле планеты.
XI. Количество химических соединений - молекул и кристаллов - в живых естественных телах не ограничено. Они связаны с индивидуальностью и различны в каждой особи живого вещества. Мы знаем уже миллионы видов организмов и миллионы миллионов отвечающих им различных молекул и кристаллических решеток. Хотя далеко не все они описаны, но научного сомнения в таком их характере быть не может.
XII. Природные процессы живого вещества в их отражении в биосфере увеличивают ее свободную энергию (т.е. уменьшают ее энтропию).
В результате этого процесса свободная энергия биосферы увеличивается, выражая этим основное значение живого вещества в структуре биосферы и тем самым планеты.
XIII. В живых веществах биосферы всегда наблюдаются чрезвычайно сложные смеси химических молекул. Это всегда тела мезоморфной структуры (коллоидальные, реже кристаллические и т.д.). Молекулы воды, химически и физически связанные, в значительной мере сохраняющие свои характерные свойства, резко преобладают (вне стадий латентных состояний живого вещества). Они составляют по весу от 60 до 99% (может быть, больше). В латентных состояниях количество этих молекул колеблется от 4 до 15% (может быть, меньше).
Стехиометрических отношений в валовом химическом составе живых тел нет. Но химический состав их строго определен и более постоянен, чем химический состав изоморфных смесей природных минералов. Он является характерным видовым, расовым и т.д. признаком каждого живого вещества.
В таком аспекте для живого вещества, взятого в целом, нет особых биогенных химических элементов. Все элементы биосферы им захвачены. Но характерно, что для всякого химического элемента в его геохимии в биосфере есть живые вещества, которые его концентрируют и этим отличаются от других живых веществ. Роль живого вещества здесь явно планетного характера.
Очевидно, элементы воды - кислород и водород - господствуют в подавляющей массе живого вещества. Преобладающие, за их исключением, элементы протоплазмы (С, N, Р, S, К, Na, CI, Са, Fe, Si, Mg и т.д.) должны быть характерны для всех организмов. Элементы скелетных частей, может быть, в общем в биосфере играют еще более важную роль - Fe, Са, Mg, Р, S, N, С, Н, О, Мn, Si.
Число необходимых для каждого видового вещества, для его длительной нормальной жизни, химических элементов быстро при изучении увеличивается и сейчас для более изученных доходит до 60. Без них их нормальное длительное существование невозможно. Рассеянные элементы (главным образом, так называемые микро-элементы) часто играют первостепенную роль. Можно думать, что число элементов в каждом живом веществе превышает 80.
Явления рассеяния химических элементов проявляются здесь, так же, как в косных естественных телах. Этот процесс, повидимому, выходит за пределы вещества планеты.
XIV. Повидимому, изменение (в определенных пределах) их изотопических смесей атомного веса является характерным для живого вещества свойством. Доказано это для водорода, для углерода и калия, вероятно для кислорода и азота. Явление настоятельно требует точного изучения (Возможность этого явления была впервые указана мною в 1926г. См. В. Вернадский. Изв. А.Н., 1926).
Становится более чем вероятным, что, входя в живой организм, химический элемент меняется в своем изотопическом составе.
Так как этот процесс должен быть связан с затратой энергии, то надо ждать, что в биогенной миграции химических элементов, которая связывает живое и косное вещество в биосфере, должна наблюдаться резкая задержка выхода этих элементов из циклов биогенной миграции.
Это явление давно было отмечено К.М. фон Бером для азота. Возможно, что это общее явление.
XV. Резко отличающуюся картину представляют собой живые естественные тела биосферы. Огромное большинство их меняется в своей форме эволюционным процессом и переходит в другие видовые или родовые живые вещества. Это есть проявление времени в живом веществе биосферы.
Это проявление гораздо более сложное, чем это представляется нам, в нашем понимании эволюции. Ибо до сих пор эволюционный процесс не охвачен числом, не учтен (что сейчас возможно) количественно темп его изменения. При всей пластичности живого вещества есть случаи для некоторых живых веществ полной неподвижности. Организм не меняется в своей морфологическо-физиологической структуре, оставаясь в современной биосфере живым свидетелем ее прошлого. Дело идет о сотнях миллионов лет (радиолярии с протерозоя, лингулы с кембрия в течении более полумиллиарда лет). К сожалению, это явление морфологического постоянства не изучено до сих пор биологами (персистенты).
В живых телах происходит, повидимому, непрерывная миграция атомов, резко противоположная их неподвижности в ходе времени в косных атомных структурах. Метод меченых атомов начинает вскрывать перед нами новый процесс непрерывного биогенного замещения внутри молекул однозначных атомов друг другом - непрерывный внутримолекулярный биогенный ток атомов.
XVI. Физико-химические процессы, создающие живое естественное тело в биосфере, необратимы во времени. Возможно, что это окажется следствием особого состояния пространства-времени, имеющего субстрат, отвечающий не-Эвклидовой геометрии.
Это можно сейчас высказать как научную рабочую гипотезу, подлежащую проверке. Из нее логически следует допущение, что в нашей реальности существуют явления перехода состояний пространств, геометрически разных, одно в другое. Существование живого вещества биосферы земли есть одно из проявлений этого рода.
Косные естественные тела
1. Среди косных дисперсных естественных тел биосферы нет тел, аналогичных телам живым. Дисперсные косные формы сконцентрированы, как и живые, в биосфере, но они идут много глубже ее. Глубже, повидимому, в гранитной оболочке их существование заглушается давлением.
Они создаются в биосфере при умирании живого вещества (например, микроскопических организмов), из его отбросов и выделений, при движении газов или жидких фаз в ветрах, в движущихся водах, в нефтях и т.п. Они вносятся также в биосферу из нижних ее частей газами или жидкостями, вулканическими взрывами и извержениями, тектоническими движениями из более нижних земных оболочек. Они создаются обычными физико-химическими процессами и синтетически воспроизводятся в условиях наших лабораторий.
Постоянно и непрерывно идет проникновение в биосферу дисперсных косных тел - космической пыли и метеоритов из космических просторов, - частью из галаксии.
II. Косные естественные тела чрезвычайно разнообразны и взятые в целом никакой единой генетической связи между собой не представляют.
Ничего общего, единого, аналогичного клетке, протоплазме и размножению - общих для всех естественных живых тел проявлений - для косных естественных тел биосферы нет.
III. В косных естественных телах и в природных явлениях нет различия в химических проявлениях правизны и левизны для одного и того же химического соединения. Эти тела химически в них идентичны. Правизна и левизна строго подчинены законам симметрии твердого однородного тела (монокристалла). В частности, количество правых и левых кристаллических многогранников одного и того же химического соединения, одновременно образующихся в косной среде, - одинаково. Дисперсные капли, т.е. однородные кристаллические многогранники, - индивиды твердого химического соединения, во внутреннем своем строении резко отличаются от обыкновенного (изотропного) пространства Эвклидовой геометрии, но из рамок этой геометрии не выходят.
Правизна и левизна в косных естественных телах геометрически и химически тождественны. Всегда оба проявления присутствуют в одинаковом числе и химически неотличимы. Можно утверждать, что эта тождественность - химическая - правых и левых форм есть неизбежное проявление атомного строения однородного твердого химического соединения и физического, материально так выраженного, геометрического пространства Эвклида. Это с одной стороны, проявление атомного строения, а с другой -геометрии Эвклида.
IV. Новые косные естественные тела создаются в биосфере физико-химическими и геологическими процессами безотносительно от ранее бывших естественных тел, живых или косных; они образуются бесчисленными путями из естественных тел, на получаемый продукт обычно непохожих.
Косные тела могут образовываться в живых естественных телах. Ничего подобного размножению в создании косных естественных тел в биосфере нет.
Нет никакого изменения косных естественных тел биосферы, аналогичного эволюционному процессу живых веществ. Мы сейчас видим в биосфере в общем те же самые косные естественные тела и те же явления их образования на протяжении но крайней мере двух миллиардов лег. В течение геологического времени появляются новые косные тела только под влиянием эволюционного процесса живых веществ. Резко и мощно они создаются, - и значение их растет, - в ноосфере в современную эпоху, в результате творчества человечества.
V. В косном естественном дисперсном теле - в твердом или в мезоморфном - нет специально свойственного ему движения, как целого естественного тела. Его нет и в жидких и в газообразных косных телах, которые состоят из сложно подвижных молекул и принимают форму вместилищ, в которых они находятся. Газообразные тела оказывают при этом давление на стенки замкнутых вместилищ. Их движение определяется законами температуры и давления.
VI. Косное естественное тело безусловно косно. Оно меняется от внешних причин, в биосфере выветривается, причем этот биокосный процесс идет медленно и проявляется в геологическом времени. Косное тело не растет и, повидимому, не увеличивается в своей массе.
Ничего аналогичного росту (и размножению) живых организмов мы для косного тела не имеем.
Когда рост организма сравнивают с ростом кристалла, - это недоразумение, которое становится ясным при первом прикосновении логического анализа. Атомы косного тела не выявляют внутри него никаких признаков движения, аналогичного биогенной миграции атомов.
VII. Число косных естественных тел биосферы определяется общими свойствами материи-энергии. Оно не явно зависит от размеров планеты.
Биосфера получает и отдает непрерывно материю-энергию космическим пространствам. Существует здесь непрерывный материально-энергетический обмен косными естественными телами.
Повидимому, здесь наблюдается установившееся динамическое равновесие - проявление той же организованности (а не механизма), какая характерна для биосферы и для живого вещества.
VIII. Площадь и область проявления косных естественных тел в биосфере ограничены ее размерами и могут увеличиваться только с ее ростом.
Повидимому, в ходе геологического времени биосфера увеличивается движением живого вещества. В этом процессе косные естественные тела биосферы играют пассивную роль.
IX. Минимальный размер косного естественного тела биосферы определяется дисперсностью материи-энергии - атомом, электроном, нейтроном и т.д. Максимальный размер определяется размерами биосферы - биокосного естественного тела. Диапазон огромный - 10^40, вероятно, больше.
X. Химический состав косных естественных тел биосферы является функцией состава и свойства окружающей среды, в которой они создаются. Он пассивно определяется структурой биосферы в течение геологического времени.
XI. Количество разных химических соединений - молекул и кристаллов - в косных естественных телах биосферы (и в земной коре) ограничено. Существуют немногие тысячи таких молекул и кристаллов. Этим определяется небольшое, по существу, число форм косных естественных тел биосферы.
XII. Все природные процессы в области естественных косных тел - за исключением радиоактивности - уменьшают свободную энергию биосферы (физико-химические процессы обратимы). Этим путем свободная энергия биосферы уменьшается, увеличивается ее энтропия.
XIII. Химический состав косных естественных тел может отвечать почти теоретически чистому химическому соединению с точными стехиометрическими отношениями между элементами. В минералах преобладают твердые растворы (изоморфные смеси).
Во всех косных телах рассеяны свободные атомы химических элементов. Они проникают все земное вещество, не входят в состав молекул, не всегда входят в узлы пространственных решеток.
Сейчас известны два непрерывно идущих, проявления рассеяния атомов: проникающие (космические) излучения и радиоактивные процессы, непрерывно воспроизводящие рассеяние атомов - всегда бренных - в земном косном веществе биосферы. Значение этого явления едва начинает нами сознаваться. Оно требует теоретической и экспериментальной обработки.
XIV. Изотопические смеси (земные химические элементы) заметно не меняются в косных естественных телах биосферы (за исключением радиоактивного распада).
Повидимому, существуют природные процессы за пределами биосферы, - например, движения газов под высокими давлениями и при высокой температуре в земной коре, - которые нарушают изотоническую смесь. Эти смещения не нарушают общего постоянства в первом приближении атомных весов, ибо для метеоритов (галактического вещества) в изученных случаях получается тот же атомный вес с точностью до второй десятичной.
Одной из основных задач геохимии в данный момент является более точное определение атомного веса химических элементов косных тел, чем это возможно химическим путем.
XV. Для подавляющего большинства твердых и мезоморфных естественных тел биосферы характерна их устойчивость в течение геологического времени, - больше двух миллиардов лет, по крайней мере. Этим объясняется немногочисленность их видов. В. Брагг правильно указал, что среди кристаллических структур (и, очевидно, молекул) космоса выявляются только наиболее устойчивые и прочные в ходе времени. Мне кажется, можно видеть в этом факте проявление очень длительного состояния того космоса, который мы изучаем.
Изучение радиоактивности горных пород показывает, что атомы основного вещества литосферы не смещаются с места в течении сотен миллионов лет до двух миллиардов, находясь все время в движении.
XVI. Все физико-химические процессы в косных естественных телах обратимы во времени.
Пространство, в котором они имеют место, - пространство Эвклидовой геометрии,-  отвечает изотропному или анизотропному, кристаллическому состоянию.
III. Дополнительные разъяснения Допустимость представлений о разных одновременно существующих в биосфере состояниях пространства-времени. Ее геометрическая неоднородность. Время должно изучаться в ней также, как материя и энергия. Рабочая гипотеза об особом геометрическом состоянии живого вещества биосферы, отвечающем одной из Римановских геометрий
16. Анализируя таблицу (§15), мы видим, что различия между живыми и косными телами в биосфере могут быть сведены к трем основным параметрам: 1) различия по энергии, 2) различия по химическим проявлениям и 3) различия по пространству-времени.
Мне кажется, что первые параметры не требуют особых толкований с точки зрения научной работы. Когда исходили в объяснении природы от человека, неизбежно брали его как мерило для сравнения и тем самым признавали примат философии над наукой.
В связи с этим думали видеть в живых естественных телах проявление особой жизненной силы (исходя из вдумывания в психические процессы), резко и определенно отличающей живое от мертвого. Я оставляю в стороне еще более ранние воззрения анимистического характера. Из области современной науки все эти представления, и новые и старые, ушли или уходят в прошлое.
Новые виталистические представления основываются не на научных данных, - являющихся для них скорее иллюстрацией, - а на философских представлениях (например, энтелехия Дриша и т.п.). Также скорее связано с философскими, чем с научными данными представление об особой жизненной энергии (В. Оствальд). Факты не подтвердили ее реального существования.
Происхождение энергии живого вещества (§7), не вызывает сомнений. Количественные опытные подсчеты вполне это подтверждают.
17. Равным образом нет надобности останавливаться на химическом составе. Нет, как недавно еще думали, особых, жизнь несущих биогенных химических элементов (§15, п.XIV).
Не исключена возможность, впрочем, другого их атомного веса, но вне биосферы (может 6ыть, и в ней иногда?) аналогичные
изменения должны происходить и в косных естественных телах.
Все эти явления требуют систематического научного изучения.
Несомненно, подавляющее количество биохимически образующихся молекул резко иные, чем химические соединения косных естественных тел. В последних они не образуются. Но благодаря биогенной миграции они образуются в геохимических круговоротах биосферы, в которых атомы безразлично переходят из живого в косное тело и обратно (В. Вернадский. Очерки геохимии. Л., 1934. Ill pass). Реакция идет за счет одной и той же энергии.
Надо учитывать возможность задержки химических элементов в биогенной миграции в случае изменения их атомного веса
(§ 15, п.XIV). Это решится опытом и наблюдением в ближайшее время.
18. Но для пространства-времени дело обстоит более сложно. Здесь мы вступаем, с одной стороны, в область научно не исследованного, а с другой - в такой субстрат всех природных явлений (в их геометрию), который натуралист привык оставлять без внимания в своих научных работах.
Этот субстрат - геометрическое состояние физического пространства - лежит глубже, чеч все физико-химические явления. Но пожалуй, он еще более реален, чем они.
Сейчас, - иногда ошибочно утверждаемое как аксиома, - господствует представление, что во всех земных явлениях проявляется одна и та же геометрия. Но натуралист не может строить свои представления на аксиомах хотя бы логики, так как аксиоматический их характер не может быть доказан иначе, чем научным опытам и наблюдением. Логика всегда менее объемлюща, чем природа (биосфера, в данном случае), так как она отвечает отвлечению, т.е. упрощенной картине природы.
Считаясь с возможностью одновременного проявления разных геометрий на нашей планете, мы должны опытным путем проверить их реальность. Если натуралист подходит к явлениям, которые позволяют это проверить опытом и наблюдением, он обязан это сделать.
До нашего века в научно изученных явлениях считались только с Эвклидовой геометрией трех измерений. В новых научно-философских концепциях, связанных с построениями Эйнштейна, реально считаются с пространством четырех измерений, причем это пространство отвечает, по мнению некоторых, пространству не Евклида, а Римана.
Теоретическая физическая мысль правильно ищет здесь новых путей, но она не доводит своего анализа до конца, как этого требует логика.
Продолжение
http://sinsam.kirsoft.com.ru/KSNews_132.htm
В.И. Вернадский. Проблемы биогеохимии. Вып.2. О коренном материально-энергетическом отличии живых и косных естественных тел биосферы. М.; Л., 1939
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/V/VERNADSKIY_Vladimir_Ivanovich/_Vernadskiy_V.I..html

  


СТАТИСТИКА