Вклад в развитие биологии вернадского. Учение вернадского о биосфере
Владимир Иванович Вернадский был выдающимся ученым конца XIX начала ХХ века, знаниям которого было тесно в рамках выделенных тогда наук. Исследования ученого опередили свое время, а его идеи во многом были пророческими. Какова же была жизнь академика Вернадского?
Детство и юные годы
Родился он 12 марта 1863 в Санкт-Петербурге в семье профессора политической экономии Ивана Васильевича Вернадского. Род Вернадских происходит от литовского шляхтича Верни, который сражался на стороне Богдана Хмельницкого в освободительной войне 1648-1654 годов: его потомки позже осели в Киеве. Мать будущего ученого, Анна Петровна Константинович, была из рода украинских шляхтичей. Так случилось, что она приходилась кузиной первой жене Ивана Васильевича, Марии Николаевне, которая умерла в возрасте 28 лет от туберкулеза.
Первые пять лет жизни Владимира Вернадского прошли в Санкт-Петербурге, где в Александровском лицее преподавал политическую экономию отец. Помимо преподавательской деятельности, он являлся главным редактором нескольких экономических журналов, в которых защищал принципы экономического либерализма и выступал против социализма и общинного землевладения. Иван Васильевич Вернадский был сторонником капитализма и критиковал крепостной лад, а когда получил в качестве приданого первой жены имение с крепостными, то сразу освободил их. Отец будущего академика любил играть в шахматы и возглавлял Петербургский шахматный клуб. Он был знаком со многими представителями украинской элиты того времени: Тарасом Шевченко, Пантелеймон Кулиш, Михаилом Максимовичем, Николаем Костомаровым и другими - о которых позже с волнением спрашивал и Владимир.
В 1868 году, когда Владимиру Вернадскому было 5 лет, семья переезжает в Харьков из-за проблем со здоровьем Ивана Васильевича. Мировоззрение Владимира Вернадского в значительной степени формировалось под влиянием отца, а также сводного брата Николая - сына Ивана Васильевича от первого брака, талантливого художника и поэта. Вдохновленный его примером, будущий ученый в 13-летнем возрасте начинает вести дневник, который дает нам бесценную информацию об этом выдающемся человеке.
Именно из дневника мы узнаем о необычайных способностях Владимира Вернадского, которые пугали его самого: во сне и наяву он порой вступал в контакт с близкими людьми, причем при общении видел их четко. Не понимая природу такой одаренности, Владимир заглушил ее в себе в раннем возрасте. Однако такие способности возвращались к академику Вернадского в кризисных ситуациях.
«В молодости меня охватывали переживания, которые не поддаются логическим формам, я интересовался религиозно-теологическими построениями, спиритизмом, легко поддавался непонятному страху, ощущая вокруг присутствие сущностей, которые не воспринимаются теми проявлениями моей личности (органами чувств), которые дают пищу логическому мышлению», - пишет он в дневнике.
Университет
Позже его семья возвращается в Санкт-Петербург, где Владимир Вернадский окончил гимназию и поступил на естественное отделение физико-математического факультета. Под влиянием выдающегося ученого В.В. Докучаева Владимир Иванович занимается минералогией и кристаллографии. Кроме своей специальности, будущий выдающийся ученый интересуется почвами, физической географией, природными водами, биологией, историей развития научной мысли, философией, историей и литературой. Как всесторонне одаренный человек, он изучил все языки славянской группы, а также английский, немецкий, французский и ряд других, что очень помогло ему в ходе многочисленных научных командировок в Европу.
Владимир Иванович Вернадский активно участвовал в общественной жизни и в 1883 году стал одним из основателей студенческого научно-литературного общества. Он поддерживал дружеские отношения с Александром Ульяновым, хотя и не разделял его взглядов, в частности идею завоевания власти путем террора.
Близкими друзьями Владимира Вернадского на всю жизнь стали члены научно-литературного общества братья Ольденбурги, И.Гревс, Д.Шаховский, Н.Ушинский, О.Краснов... Объединяемые рассуждениями о смысле и цели жизни, эти молодые люди основали «Приютинское братство» как своеобразный клуб интеллектуалов. Так, в созданную ими группу по изучению народной литературы в 1886 году вошла Наталья Егоровна Старицкая, которая позже стала женой Владимира Ивановича Вернадского.
Преданные друг другу, они прожили вместе 56 лет и воспитали двоих детей: Георгия и Нину. Тысячи их писем свидетельствуют о том, что и с годами чета Вернадских сохранила свои чувства, а их семья была основана на полном взаимопонимании.
Владимир Вернадский - преподаватель
В 1885 году, окончив университет, Владимир Вернадский остается работать в нем хранителем минералогического кабинета, где ведет активную научно-исследовательскую работу в области минералогии, кристаллографии и смежных наук. Весной 1888 года университет отправил молодого исследователя на стажировку за границу, а именно в Мюнхен к П.Гроту и в Париж к Л. Лешателье и Ф.Фуке. В течение двух лет ученый побывал в Германии, Австрии, Италии и Франции, где работал в различных научных учреждениях.
По окончанию стажировки Владимир Вернадский был назначен руководителем кафедры минералогии физико-математического факультета Московского университета. В 1891 году он становится приват-доцентом этого университета, а через 6 лет защищает докторскую диссертацию и становится в возрасте 35 лет профессором минералогии и кристаллографии.
К тому же периоду относятся работы ученого по геохимии - новой науке, которую Владимир Вернадский развил из генетической минералогии. Ученый занимается исследованием почв Левобережной Украины, Урала, Польши, Крыма и, несмотря на плотный график, участвует в общественной жизни.
Так, в 1895 году Вернадский активно собирал средства для крестьян, которые страдали от голода. В знак протеста против антистуденческой политики министерства образования и полицейского произвола Владимир Вернадский временно оставил должность помощника ректора и ушел в отставку с другими профессорами и преподавателями Московского университета.
В 1911 году на 25-летие научной, преподавательской деятельности и семейной жизни Владимир Иванович Вернадский переезжает в Санкт-Петербург. Его сын в то время уже готовится стать профессором истории, а сам академик заведовал минералогическим отделением Геологического музея. Ежегодно в профессиональных журналах печатается по 10-15 его статей, а маршруты рабочих научных командировок Вернадского проходят через Скандинавию, Францию, Ирландию, Англию, Италию и Грецию.
Еще в те годы Владимир Иванович видит перспективность изучения радиоактивных минералов. Экспедиции в поисках радия отправляются на Забайкалье и Урал. В 1909 году усилиями академика Вернадского была создана Радиевая комиссия, а в 1912 году заработала первая в России радиохимическая лаборатория.
В том же 1912 году Вернадские покупают в поселке Шишаки на Полтавщине небольшой участок земли и строят на нем дом, в который приезжают отдыхать каждое лето. Именно здесь к Владимиру Ивановичу и приходит, как озарение, идея о биосфере.
Несмотря на насыщенную научную деятельность, Владимир Иванович Вернадский успевает быть активным общественным деятелем: входит в земское и конституционно-демократическое движение, является соорганизатором либеральной партии конституционных демократов (кадетов). Выдающийся академик был членом Государственного совета в 1906-1907 и 1915 году, пока царю не была отправлена телеграмма в Ставку с предложением отречься престола. В.И. Вернадский возглавлял ученый комитет при Министерстве земледелия, Комиссию по подготовке реформы высшей школы, а осенью 1917 года вошел в состав Временного правительства как заместитель министра образования, которым был назначен его друг еще со времен «Приютинского братства» С.Ф. Ольденбург. На этом посту академик Вернадский впервые поднимает вопрос о создании Академий наук Украины и Сибири.
Октябрьскую революцию и приход к власти большевиков В.И. Вернадский не принял, и, как многие образованные люди того времени, считал, что господство террора на этих землях надолго не задержится.
«Равенство людей - фикция и, как теперь видно, фикция вредная. В каждом государстве и народе есть раса высшая, творящая и созидающая, и раса разрушителей или рабов. Несчастье, если в руки последних попадает власть и судьба народа или государства. Будет то, что с Россией. Нация в народе или государстве состоит из людей высшей расы. Демократия полезна, когда обеспечено ею господство нации», - писал академик в своем дневнике.
Он боялся того, что «социализм даст дисциплину казармы» ...
Когда жить в тогдашнем Петрограде становится опасно, Владимир Иванович Вернадский просит Академию наук отправить его в служебную командировку в Украину. Приехав с семьей в новое украинское государство во главе с гетманом Скоропадским, ученый создает Украинскую академию наук и работает над формированием библиотеки. Ученый верит и делает все возможное для возрождения украинской культуры и языка. А относительно политической ситуации в стране он пишет так: «Впечатления от украинской власти всё то же - бессилие и бездарность... Они играют печальную роль марионеток, которые привели в свою страну иностранцев-угнетателей».
Но несмотря на обстоятельства, Вернадский и дальше делает все, что в его силах, для развития науки. В конце 1919-го года, когда Киев захватили войска Деникина, академию закрыли. С приходом Красной армии академик уезжает в Ростов, а оттуда позже - в Крым, где становится ректором Таврического университета, который в наше время стал университетом имени Вернадского.
В те времена он мог эмигрировать в Лондон, но не сделал этого, вероятнее всего, из-за состояния здоровья: В.И. Вернадский заболел сыпным тифом, который чуть не отобрал у выдающегося ученого жизнь. Когда ученый был на грани жизни и смерти, у него было видение: остаток его жизни проплыл перед глазами, как кадры хроники, и ученому открылось, сколько лет ему осталось жить. Но не это было тогда главным.
«Я начал ясно понимать, что мне суждено сказать новое в том учении о живом веществе, которое я создаю, и что это мое призвание, моя обязанность, возложенная на меня, которую я должен приводить в жизнь - как пророк, который слышит в себе голос, призывающий его к деятельности. Я почувствовал в себе демона Сократа », - писал В.И. Вернадский в дневнике.
Так уж сложилась жизнь выдающегося ученого, что он верил, в первую очередь, в бессмертие личности. Как и его отец, В.И. Вернадский называл себя пантеистом - верил в божественное происхождение всего сущего.
«По сути, для полного удовлетворения личности важен только один вопрос, - вопрос не о божестве, а о бессмертии личности», - считал Владимир Иванович, и в этом был близок к мировоззрению многих восточных религий. «Наука не противоречит религии, она столь же мало опровергает божественность Христа, не существование христианского Бога, насколько мало опровергает существование Аполлона или Венеры», - пишет он в другом месте дневника.
«Мне кажется, что мы сегодня переживаем очень ответственный перелом в научном мировоззрении. Впервые в научное мировоззрение должны войти явления жизни, и, возможно, мы подойдем к ослаблению того противоречия, которое наблюдается между научными представлениями о Космосе и философским или религиозным его постижением. Ведь сейчас все дорогое для человечества не находит в нем - в научном образе Космоса - места », - пишет ученый в письме богослова Павла Флоренского. С православным священником В.И. Вернадский переписывался до самой смерти мученика в одном из сталинских концлагерей.
Была ли безопасной жизнь ученого с таким мировоззрением в Советском Союзе? Академика спасали его колоссальные знания, от практического использования которых руководство государства имело выгоду. Конечно, пережил В.И. Вернадский и трудные времена нападок на него лично (его подозревали в шпионаже) и на его работы как на плоды идеалистической философии. От ареста академика и его семью два раза спасал бывший студент М.Семашко, который был назначен наркомом здравоохранения. Но и в те времена В.И. Вернадский не терпит «насилия над человеческой личностью» и апеллирует в защиту коллег, которые были репрессированы.
В 1922 году академик с семьей уехал в Париж. Его дочь осталась учиться в Праге, а сам ученый читал лекции по геохимии и радиогеологии в Сорбонне. В.И. Вернадский активно работал и там, издал книгу, писал научные статьи... Однако 1926 решил вернуться в Ленинград по просьбе ученика А. Ферсмана и друга С. Ольденбурга, президента Академии наук. Тогда академик искренне надеялся, что поможет становлению науки на родных землях и все еще верил, что господство коммунистического режима не продлится долго.
Даже в те времена академик часто выезжает за границу читать лекции и работать в научных центрах Германии, Чехословакии, Франции, Англии... Но учение о биосфере мало кто из его современников понимал в полном объеме, и многие работы ученого были изданы через много лет после его смерти.
После 30-х годов выезжать за границу становится все сложнее. В.И. Вернадский становится свидетелем того, как классическая научная теория постепенно вытесняется «новым варварством», однако сам продолжает свой труд, считая, что его знания могут спасти народ. Дочь ученого тем временем остается жить с мужем, археологом Н.П. Толле, в США, а сын становится профессором кафедры истории Йельского университета. Академик не принимал их приглашения уехать за границу. В те времена он развивал научную идею о ноосфере и размышлял над космическим развитием человечества... А в 40-х годах В.И. Вернадский работает над созданием ядерной программы (перспективность которой он понял еще несколько десятилетий назад, однако был услышан только сейчас, когда за разработку ядерного проекта взялась Америка).
Во время Второй мировой войны В.И. Вернадский с женой был эвакуирован в Казахстан, откуда они вернулись в Москву только в конце августа 1943 года. Владимир Иванович чувствует, что пришло время подводить итоги его земной жизни, и сосредотачивается на написании хроники своей жизни, истории зарождения и развития идей. 3-го февраля 1944 умирает спутница его жизни Наталья Егоровна.
Многие работы Владимира Ивановича не публиковались в полном объеме до 90-х годов ХХ века, а развивать идеи великого академика продолжают и сейчас. Его труды и сейчас имеют практическое значение - они были научным откровением, которое смогло понять человечество лишь через десятки лет.
Насколько же прав он был, когда говорил, что «в геологической истории биосферы перед человеком открывается огромное будущее, если он поймет это и не будет употреблять свой разум и свой труд на самоистребление»!
Владимир Иванович Вернадский – выдающийся ученый, академик, минеролог, кристаллограф, основоположник биогеохимии, геохимии, учения о ноосфере, философ и общественный деятель.
Будущий академик родился в 1863 году в Петербурге, в семье потомственных ученых. Дед Владимира, Василий Иванович Вернадский, участвовал в переходе через Альпы в должности военного врача, за что впоследствии был награжден дворянским титулом.
В Киеве появился на свет отец Владимира, Иван Васильевич, который преподавал в местном университете политэкономию, а в гимназии – русскую словесность. После женитьбы на Марии, дочери экономиста Николая Шигаева, Вернадский-отец вместе с молодой супругой переехал в Москву, где читал лекции по статистике и политэкономии.
После переезда в Санкт-Петербург у Вернадских родился сын Николай, старший брат Владимира. Мария Николаевна скоропостижно скончалась спустя десять лет после свадьбы, оставив супруга вдовцом с малолетним ребенком на руках. Через несколько лет Иван Васильевич женился второй раз на двоюродной сестре покойной жены, Анне Петровне Константинович, которая подарила жизнь будущему великому ученому.
Когда Володе было пять лет, Вернадские перебрались из Санкт-Петербурга в Харьков, считавшийся одним из научно-культурных центров Российской империи. В Харькове Владимир поступил в местную гимназию, где и отучился два года. В 1876 году Вернадские вернулись в Петербург, и мальчик продолжил обучение в первой столичной гимназии.
Образование, полученное Вернадским в питерской гимназии, было блестящим даже для нашего времени. Об этом можно судить уже по тому, что выпускник мог писать и изъясняться на трех языках, а читать – на пятнадцати, включая публикацию научных трудов и лекции за рубежом. В гимназии Владимир Иванович постиг азы философии и истории религии, что стало первой ступенькой на пути к его участию в становлении течения русского космизма, сторонником которого Вернадский являлся в зрелом возрасте.
Биология и другие науки
В 1881 году Вернадский поступил на естественное отделение физмата Петербургского университета. Педагогами талантливого юноши были Бекетов, Докучаев, основатель школы почвоведения. Докучаев, как руководитель естественного отделения, на котором обучался и защищал диссертацию Вернадский, предложил своему подопечному должность хранителя кабинета минералогии.
В 1888 году молодой ученый уехал в Европу на стажировку. Вначале он практиковался в кристаллографии в Мюнхене, а затем отправился в Париж, в горную школу Коллеж де Франс. Спустя два года, по возвращении на родину, Вернадского назначили руководителем кафедры минералогии в Московском университете.
На должности преподавателя Владимир Иванович проработал без малого двадцать один год. В 1891 году молодой ученый защитил магистерскую диссертацию, а в 1897 году – докторскую диссертацию и стал доктором и профессором минералогии. В перерыве между двумя диссертациями Вернадский много путешествовал. С научными экспедициями он объездил всю Россию, Европу, проводя геологические изыскания.
В 1909 году на XII съезде естествоиспытателей Владимир Иванович прочел доклад о совместном нахождении минералов в земной коре, заложив основы новой науки – геохимии. В годы преподавания в Московском университете профессор провел колоссальную работу, изменив существовавшее до того времени представление о минералогии. Ученый отделил минералогию от кристаллографии, связав первую науку с математикой и физикой, а вторую – с химией земной коры и геологией.
Одновременно с новаторскими работами в области минералогии Вернадский вплотную подошел к открытию геохимии, а изучение явлений жизни привело его к началам биогеохимии. В тот же период этот удивительно разносторонний человек интересовался радиоактивностью элементов, историей российской науки и философией, а также был вовлечен в политику и общественную жизнь страны на высшем уровне.
В начале XX века ученый стал академиком Петербургской Академии Наук, заведовал Минералогическим музеем. Профессор в 1909 году основал Радиевую комиссию, руководившую поиском минералов, и сам участвовал в этих экспедициях, о чем свидетельствуют архивные фото. В 1915 году Вернадский организовал комиссию (КЕПС), главной задачей которой являлось изучение сырьевых ресурсов страны, включая радиоактивные минералы.
В начале двадцатого столетия Вернадский помогал организовывать бесплатные столовые для страдающих от голода крестьян, участвовал в работе земских съездов, был избран в Государственный Совет российского парламента, а после возглавил Министерство народного просвещения при Временном правительстве.
До 1919 года профессор состоял в Кадетской партии, придерживался либерально-демократических взглядов. На этой почве ему пришлось покинуть Россию после переворота 1917 года. В мае 1918 года Вернадский с семьей переехал на Украину, где организовал и стал первым председателем Украинской Академии Наук, преподавал геохимию в Таврическом университете Крыма.
В 1921 году Вернадские вернулись в Петроград. Владимир Иванович возглавил метеоритный отдел Минералогического музея и организовал экспедицию на место падения Тунгусского метеорита. Казалось, жизнь наладилась, и ученый вновь сможет отдаться науке. В том же году Вернадского арестовали и обвинили в шпионаже, но позже освободили благодаря дружеской протекции и поддержке: сокурсники академика Карпинский и Ольденбург отправили соответствующие телеграммы и Луначарскому.
В период с 1922 по 1926 год профессор читал лекции во Франции, в Парижском университете, а затем в Праге. За это время академик успел подготовить издать книги и статьи:
- «Геохимия»;
- «Живое вещество в биосфере»;
- «Автотрофность человечеств».
В 1926 году, вернувшись в Ленинград, ученый стал директором Радиевого института, а в 1928 году – вновь образованной биогеохимической лаборатории. В разные годы Вернадский возглавлял научные сообщества, занимающиеся исследованиями вечной мерзлоты, подземных вод, геологического возраста горных пород, тяжелой воды. В 1940 году академик возглавил комиссию по урану, фактически став основателем ядерной программы Советского Союза.
Ноосфера
Согласно Вернадскому, биосфера – это действующая, саморазвивающаяся и организованная система. Организованность ее обусловлена миграцией химических элементов, провоцируемой основным источником жизни, энергией Солнца. Единая планетарная экологическая система состоит из биосферы, контактирующей с другими геосферами.
Цветок ноосферного разума согласно В.И. Вернадского Постепенно ученый пришел к формулировке и определению понятия ноосферы, как видоизмененной в результате человеческого воздействия биосферы. Вернадский верил в совместные разумные действия всего человечества, направленные не только на удовлетворение своих потребностей, но и на создание равновесия и гармонии в природе, изучение и поддержание экологии Земли на должном уровне.
Будущее человечества виделось ученому в грамотно построенной общественной и государственной жизни, основанной на творчестве и инновациях. Человек преобразует Землю, руководствуясь законами биосферы, и тогда в ноосферу войдут все геосферы, органический мир, космическое пространство, объединенные и улучшенные благодаря разумному человечеству.
Личная жизнь
В 1886 году Вернадский связал свою жизнь браком с Наталией Егоровной Старицкой. Пара прожила душа в душу пятьдесят шесть лет, вплоть до смерти Наталии Егоровны в 1943 году.
У них было двое детей, впоследствии умерших в эмиграции: Георгий, ставший известным историком, и Нина, работавшая врачом-психиатром.
Смерть
Супруга Владимира Ивановича умерла и похоронена в Казахстане, где семья проживала во время эвакуации. Сам Вернадский после смерти жены вернулся в Москву, где и скончался в январе 1945 года после инсульта.
Биография ученого, внесшего неоценимый вклад в российскую, советскую и мировую науку, - яркое свидетельство его неистощимой трудоспособности, тяги к знаниям и многогранного таланта. Что же открыл Вернадский? Ученый вывел и сформулировал законы геохимической деятельности организмов в биосфере, разработал учение о биосфере и ее дальнейшей эволюции в ноосферу.
Библиография
Перу ученого принадлежит более 700 научных статей и трудов. В современных изданиях с ними можно ознакомиться благодаря следующим сборникам:
- Вернадский, В. И. Собрание сочинений: в 24 т (2013);
- Вернадский, В. И. Философские мысли натуралиста (1988);
- Вернадский, В. И. Научная мысль как планетное явление (1991);
- Вернадский, В. И. Биосфера и ноосфера. (2012);
- Вернадский, В. И. О науке. Том 1. Научное знание. Научное творчество. Научная мысль. (1997).
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
На тему: «Вклад В.И. Вернадского в биологию»
Подготовил студент 1 курса группы 14-С-06
Никитин Владислав
Введение
1. Биография
2. Вклад в биологию
3. Учение о биосфере и ноосфере
Список литературы
Введение
История науки знает немало великих имён, с которыми связаны фундаментальные открытия в области естественных и общественных наук, однако в подавляющем большинстве случаев это - учёные, работавшие в одном направлении развития наших знаний. Значительно реже появлялись мыслители, которые охватывали своим мудрым взором всю совокупность знаний своей эпохи и на столетия определяли характер научного мировоззрения. Такими были Аристотель, влияние идей которого закончилось только в эпоху возрождения, Абу Али Ибн Сина, известный на средневековом Западе под именем Авиценны. В эпоху возрождения к этой когорте мыслителей правильнее всего отнести Леонардо да Винчи. В XVIII в. в России выделилась могучая фигура М. В. Ломоносова, который внёс крупный вклад в развитие астрономии, физики, химии, геологии, минералогии, был создателем нового русского языка, поэтом, мастером мозаики и своими трудами определил мировоззрение многих поколений.
В ХХ в. такой же по значению величиной в области естественных наук стал Владимир Иванович Вернадский. На его принадлежность к своей сфере могут претендовать и естествоиспытатели самых различных направлений, и приверженцы точного экспериментально проверяемого знания, и историки науки и человеческой мысли, и науковеды, и, конечно, философы-гуманисты, социологи. Он, несомненно, принадлежал к тем немногим в истории не только своего народа, но и человечества, кому было по силам охватить могучим умом целостность всей картины мира и стать провидцем.
Труды В. И. Вернадского не только внесли огромный вклад в развитие многих разделов естествознания, но и принципиально изменили научное мировоззрение ХХ 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 ХХ в. - учение Вернадского о биосфере, области жизни, объединяющей в едином взаимодействии живые организмы (живое вещество) и косное вещество. Первым начал разрабатывать эту тему учитель Вернадского В. В. Докучаев. Он же обратил внимание на единство материальной и духовной культуры людей с окружающей природной средой. Но если Докучаева волновали в первую очередь практические аспекты этой проблемы, то Вернадский постарался создать теоретически стройную концепцию перехода биосферы в ноосферу в результате разумных преобразований человеком - на основе науки - среды жизни.
1. Биография
вернадский ноосфера минералогия
Вернадский Владимир Иванович (1863-1945)
Русский минералог, кристаллограф, геолог, геохимик, историк и организатор науки, философ, общественный деятель. Отец историка Г.В. Вернадского. Родился в Петербурге. Детство будущего ученого прошло на Украине.
В1876 г. семья вернулась в Петербург. Поступил на физико-математическое отделение Петербургского университета, где его учителем стал основоположник почвоведения В.В. Докучаев.
В 1885 г защитил диссертацию на степень кандидата и по предложению Докучаева стал сотрудником минералогического кабинета при университете.
В 1888 г Вернадский был командирован в Европу, стажировался в Мюнхене и Париже.
С 1890 по 1898 гг. читал лекции и занимался со студентами в качестве приват-доцента Московского университета. Развивая теорию генезиса минералов. В 1891 г защитил магистерскую диссертацию. В следующем году вышел его «Курс кристаллографии».
Много ездил по Центральной и Восточной Европе и России, проводя геологические изыскания В1897 г. защитил докторскую диссертацию по кристаллографии «Явления скольжения кристаллического вещества».
Был избран профессором Московского университета. Его научная карьера развивалась по восходящей. В 1906 г. Вернадский был заведующим Минералогическим музеем, а в 1908 г стал экстраординарным академиком Российской Академии наук в Петербурге. Жил попеременно в Петербурге и Москве.
В декабре 1909 г выступил на XII съезде естествоиспытателей и врачей с докладом «Парагенезис химических элементов в земной коре», положившим начало науке геохимии, которая, в понимании Вернадского, должна была стать историей «земных атомов».
В марте 1912 г Вернадский был избран ординарным академиком Российской Академии наук, в 1914 г стал директором Геологического и Минералогического музея Академии наук в Петербурге. В 1915 г выступил в качестве учредителя и председателя Комиссии по изучению естественных производительных сил (КЕПС), созданной для координации развития горнорудной промышленности. Комиссия приступила к изданию «Трудов», содержавших большой материал по сырьевым ресурсам России.
Вернадский активно участвовал в общественной жизни России конца XIX -- начала XX в., входил в земское и конституционно-демократическое движения, вместе с П.Б. Струве, Н.А. Бердяевым и др. учредил «Союз Освобождения».
После событий февраля 1917 г. был назначен председателем ученого комитета Министерства земледелия и избран профессором Московского университета. В ноябре 1917 г. вынужден был скрыться и уехал в Полтаву.
В Киеве в 1918 г при гетмане ПЛ. Скоропадском Вернадский занялся организацией Академии наук Украины, был избран ее президентом. Занимался также формированием академической библиотеки.
После прихода большевиков был приглашен на должность профессора минералогии Таврического университета в Симферополе, в сентябре 1920 г стал его ректором. Встречался с П.Н. Врангелем, просил о содействии университету. Впоследствии получил возможность заниматься научной работой в Советском Союзе.
Приняв приглашение Парижского университета, в начале лета 1922 г. уехал шесте с женой и дочерью через Прагу (где осталась учиться дочь) в Париж. Читал лекции в Сорбонне, выпустил на французском языке книгу «Геохимия».
Работал в лаборатории М. Склодовской-Кюри. В марте 1926 г вернулся в Ленинград по настоянию своего ученика А.Е. Ферсмана и президента Академии наук СФ. Ольденбурга. Опираясь на Ольденбурга, Вернадский выступил с инициативой восстановления Комиссии по истории знаний, вновь стал директором Радиевого института и главой КЕПС При КЕПСе им был организован Отдел живого вещества, а затем Биогеохимическая лаборатория (БИОГЕЛ) (1928 г).
В конце 1926 г выше.1 в свет труд ученого «Биосфера», в 1940 г -- «Биогеохимические очерки».
В конце 1930-х гг. Вернадский возглавлял Комитет по метеоритам и космической пыли, Комиссию по изотопам, участвовал в работе Международного комитета по геологическому времени и др. В июне 1940 г инициировал создание Комиссии по урану и тем самым фактически положил начало ядерному проекту в СССР.
В 1944 г вышло в свет последнее произведение ученого «Несколько слое о ноосфере». Умер Вернадский в Москве 6 января 1945 г
2. Вклад в науку
Вернадский внес существенный вклад в минералогию и кристаллографию. В 1888-1897 он разработал концепцию структуры силикатов, выдвинул теорию каолинового ядра, уточнил классификацию кремнеземистых соединений и изучил скольжение кристаллического вещества, прежде всего явление сдвига в кристаллах каменной соли и кальцита.
В 1890-1911 разработал генетическую минералогию, установил связь между формой кристаллизации минерала, его химическим составом, генезисом и условиями образования.
В эти же годы Вернадский сформулировал основные идеи и проблемы геохимии, в рамках которой им были проведены первые систематические исследования закономерностей строения и состава атмосферы, гидросферы, литосферы. С 1907 Вернадский ведет геологические исследования радиоактивных элементов, положив начало радиогеологии.
В 1916-1940 сформулировал главные принципы и проблемы биогеохимии, создал учение о биосфере и ее эволюции. Вернадский поставил задачу количественного изучения элементного состав живого вещества и выполняемых им геохимических функций, роли отдельных видов в превращении энергии в биосфере, в геохимических миграциях элементов, в литогенезе и минералогенезе. Им были схематично очерчены главные тенденции в эволюции биосферы: экспансия жизни на поверхности Земли и усиление ее преобразующего влияния на абиотическую среду; возрастание масштабов и интенсивности биогенных миграций атомов, появление качественно новых геохимических функций живого вещества, завоевание жизнью новых минеральных и энергетических ресурсов; переход биосферы в ноосферу.
В 1960-х годах наступил «Ренессанс идей Вернадского» в СССР, а в 1990-х годах наблюдается бум переизданий его трудов на европейских языках: с 1993 в Италии, Испании, Германии, Франции и США четыре раза была публикована «Биосфера» и три раза -- «Научная мысль как планетное явление». Его идеи использовались при конструировании закрытых экосистем в космических полетах и в грандиозном проекте по созданию искусственной биосферы («Биосфера-2») в США.
В историко-научных работах Вернадский отказался от кумулятивной модели прогресса знания, показал непрерывные преобразования картины мира и ценности добытых фактов и обобщений, предопределяемые комплексом когнитивных и социально-культурных факторов.
3. Учение о биосфере и ноосфере
В структуре биосферы Вернадский выделял семь видов вещества: 1) живое; 2) биогенное (возникшее из живого или подвергшееся переработке); 3) косное (абиотическое, образованное вне жизни); 4) биокосное (возникшее на стыке живого и неживого; к биокосному, по Вернадскому, относится почва); 5) вещество в стадии радиоактивного распада; 6) рассеянные атомы; 7) вещество космического происхождения. Вернадский был сторонником гипотезы панспермии. Методы и подходы кристаллографии Вернадский распространял на вещество живых организмов. Живое вещество развивается в реальном пространстве, которое обладает определенной структурой, симметрией и диссиметрией. Строение вещества соответствует некоему пространству, а их разнообразие свидетельствует о разнообразии пространств. Таким образом, живое и косное не могут иметь общее происхождение, они происходят из разных пространств, извечно находящихся рядом в Космосе. Некоторое время Вернадский связывал особенности пространства живого вещества с его предполагаемым неевклидовым характером, но по неясным причинам отказался от этой трактовки и стал объяснять пространство живого как единство пространства-времени.
Важным этапом необратимой эволюции биосферы Вернадский считал ее переход в стадию ноосферы. Основные предпосылки возникновения ноосферы: 1) расселение Homo sapiens по всей поверхности планеты и его победа в соревновании с другими биологическими видами; 2) развитие всепланетных систем связи, создание единой для человечества информационной системы; 3) открытие таких новых источников энергии как атомная, после чего деятельность человека становится важной геологической силой; 4) победа демократий и доступ к управлению широких народных масс; 5) все более широкое вовлечение людей в занятия наукой, что также делает человечество геологической силой.
Работам Вернадского был свойствен исторический оптимизм: в необратимом развитии научного знания он видел единственное доказательство существования прогресса.
Литература
Агафонов, В. К. Академик В. И. Вернадский // Новоселье. Нью-Йорк, 1946. C. 129--146 ; Личные впечатления и воспоминания о Владимире Ивановиче Вернадском: (к 100-летию со дня рождения) // Очерки по истории геологических знаний. Вып. 11. М.: Изд-во АН СССР, 1963. с. 107--123.
Владимир Вернадский: Жизнеописание. Избранные труды. Воспоминания современников. Суждения потомков. / Сост. Г. П. Аксёнов. -- М.: Современник, 1993. -- 688 с. -- ISBN 5-270-01747-4
Галимов Э. М. Об академике В. И. Вернадском: к 150-летию со дня рождения. М.: Наука, 2013. 230 с. -- ISBN 978-5-02-038489-7
Казначеев, В. П. Учение В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере. -- Новосибирск: Наука, 1989. -- ISBN 5-02-029200-1
Карако, П. С. Философия и методология науки: В. И. Вернадский. Учение о биосфере. -- Минск: Экоперспектива, 2007. -- 208 с. -- ISBN 985-469-188-8
Научное и социальное значение деятельности В. И. Вернадского: Сб. науч. тр. / [АН СССР, Ин-т истории естествознания и техники, Лен. отд., Комис. по разраб. науч. наследия акад. В. И. Вернадского]; Под общ. ред. А. Л. Яншина. -- Л.: Наука: Лен. отд-ние, 1989. -- 415, с. ISBN 5-02-025715-X
Росов, В. А. В. И. Вернадский и русские востоковеды. Мысли -- источники -- письма. -- СПб.: Сердце, 1993. -- 144 с. -- 2000 экз. -- ISBN 5-88143-006-9.
Химико-биотические взаимодействия и новое в учении о биосфере В. И. Вернадского. -- М.: МАКС-пресс, 2009. -- (Наука. Образование. Инновации. Вып. 10). -- ISBN 978-5-317-03005-6.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Научная деятельность Вернадского и ее огромное влияние на развитие наук о Земле. Работа по организации экспедиций и созданию лабораторной базы по изучению радиоактивных минералов. Концепция биологической структуры океана. Разработка учения о ноосфере.
презентация , добавлен 19.10.2014
Космология - учение о Вселенной как едином целом и об охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной как части целого, раздел астрономии. Идеи Вернадского о биосфере и ноосфере пронизаны духом космизма, относясь к русской космической мысли.
доклад , добавлен 07.01.2009
Учение о биосфере Земли; понятия, раскрывающие ее сущность, представления о ее пределах. Системы взглядов В.И. Вернадского в направлении исследования природы пространства и времени. Предпосылки образования ноосферы как высшей стадии развития биосферы.
реферат , добавлен 19.12.2010
Учение В.И. Вернадского о биосфере - оболочке Земли, населенной живыми организмами. Границы и косное вещество биосферы. Характеристика основных оболочек Земли: атмосферы, гидросферы и литосферы. Анализ закономерностей в распределении живых организмов.
презентация , добавлен 20.11.2014
Зарождение внутри биосферы новой, "мыслящей" оболочки Земли – ноосферы. Общая идея учения В.И. Вернадского о биосфере, преобразованной разумной деятельностью человека. Твердая убежденность К.Э. Циолковского и В.И. Вернадского в космической роли Земли.
контрольная работа , добавлен 15.12.2010
Зарождение и развитие идей гуманизма в странах Западной Европы и России. Жизненный путь ученого Владимира Ивановича Вернадского, основные заслуги в области естествознания. Идеи гуманизма в его работах. Структура научного знания как проявление ноосферы.
курсовая работа , добавлен 04.05.2014
Творческому таланту Вернадского были свойственны не только глобальность мышления, а и выход за рамки экспериментальной науки. Он верил, что жизнь на Земле исчезнуть не может, а человечество способна перестроить биосферу в своих интересах.
реферат , добавлен 31.03.2003
Роль и значение биосферы для развития жизни на Земле. Процесс освоения жизнью планеты. Положение эволюционной теории Вернадского, живое и косное вещество. Структура биосферы в рамках различных подходов. Круговорот химических элементов в биосфере.
курсовая работа , добавлен 24.09.2011
Эволюция представления о биосфере. Концепция Вернадского о биосфере. Переход от биосферы к ноосфере. Современная концепция экологии. Структура экологических систем. Взаимодействие экосистемы и окружающей её среды. Информация и управление в экосистемах.
реферат , добавлен 14.06.2010
В.И. Вернадский - российский естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель, основоположник комплекса современных наук о Земле. Составляющие части биосферы. Взаимосвязь и геологическая деятельность живых существ. Взаимодействие человека и ноосферы.
Великий человек, ученый и общественный деятель Владимир Вернадский известен как открыватель биосферы, ноосферы и такой науки, как биогеохимия. Его научная деятельность была достаточно широкой и включала в себя геологию, минералогию, биологию, геохимию, радиогеологию, кристаллографию, и даже философию.
Краткая биография В.И. Вернадского
Владимир Иванович Вернадский родился 28 февраля 1863 года в Санкт-Петербурге Российской Империи. Его отец – Иван Васильевич Вернадский , чиновник в министерстве внутренних дел, потомок запорожских казаков; его мать – Анна Петровна Вернадская , потомственная русская дворянка.
Период учебы
Спасаясь от сурового Петербуржского климата, семья Вернадских переехала в Харьков в 1868 году , где через 5 лет юный Владимир стал обучаться в первом классе Харьковской гимназии .
В 1876 году, после возвращения семьи в Санкт-Петербург, Вернадский поступил в 1-ю Петербургскую классическую гимназию . В 1881 году он окончил гимназию восьмым в выпуске , что было вовсе не так уж плохо, учитывая очень сильный коллектив.
В 1881-1885 годах обучался на естественном отделении физико-математического факультета Санкт-Петербургского университета , который окончил. Он был участником экспедиций (1882, 1884) и учеником В. В. Докучаева . Среди его учителей были химик Д. И. Менделеев и ботаник А. Н. Бекетов .
В 1885-1890 годах он стал хранителем Минералогического кабинета Санкт-Петербургского университета.
В 1888-1890 годах Владимир Вернадский был командирован Университетом в Италию, Францию и Германию для продолжения обучения и подготовки к профессорскому званию.
В 1889 году он помогал В. В. Докучаеву в подготовке и показе почвенной экспозиции на Всемирной выставке в Париже, за которую «Отдел русских почв» выставки был награжден золотой медалью.
В 1897 году В. И. Вернадский защитил докторскую диссертацию в Петербургском университете .
Вернадский – ученый-естествоиспытатель
Научная работа Владимира Ивановича Вернадского оказала значительное влияние на развитие наук о Земле, академий наук России и Украины.
Этот великий ученый проводил большую работу по организации экспедиций и созданию лабораторной базы по поискам и изучению радиоактивных минералов . Он был одним из первых, кто понял огромную важность изучения радиоактивных процессов для всех сторон жизни общества.
Ход исследований радиоактивных месторождений был отражён в «Трудах Радиевой экспедиции Академии наук» . Он считал, что для успешной работы должны быть организованы постоянные исследовательские станции.
Период революции
Летом 1917 года В. И. Вернадский приехал в свою усадьбу Шишаки в Полтавской губернии, где его застала Октябрьская революция. Признав независимость Украины как свершившийся факт, В. И. Вернадский в мае 1918 года вышел из Кадетской партии.
27 октября 1918 года Вернадский стал одним из основателей и первым президентом Украинской академии наук , созданной правительством гетмана Павла Скоропадского. Читал курс геохимии в Киевском университете. Увлеченно занимался биогеохимией.
В середине марта 1921 года семья Вернадских вернулась в Петроград. В. И. Вернадский возглавил Метеоритный отдел Минералогического музея в Петрограде (1921-1939), Радиохимическую лабораторию и КЕПС. Ему удалось организовать экспедицию Л. А. Кулика в Сибирь, на место упавшего в 1908 году Тунгусского метеорита.
Арест и освобождение
14 июля 1921 года Владимира Вернадского арестовали и привезли в тюрьму на Шпалерную. На следующий день, на допросе он понял, что его пытаются обвинить в шпионаже. К удивлению охранников, Вернадский был освобожден.
Чуть позднее выяснилось, что Карпинский и Ольденбург послали телеграммы Ленину и Луначарскому, - после чего Семашко и помощник Ленина Кузьмин распорядились освободить Вернадского.
Вернадский — радиолог
Вернадский участвовал в создании в январе 1922 года Радиевого института , который возглавлял по 1939 год. Институт был сформирован путем объединения всех имевшихся к тому времени в Петрограде радиологических учреждений:
- Радиевой лаборатории Академии наук
- Радиевого отделения Государственного рентгенологического и радиологического института
- Радиохимической лаборатории
- Коллегии по организации радиевого завода.
Комплексный подход к проблеме радиоактивности, характерный для основателей института - академиков Вернадского и Хлопина, предопределил комплексную структуру института, основанную на сочетании физических, химических и радиогеохимических исследований.
Другие заслуги
В 1915-1930 годах председатель Комиссии по изучению естественных производственных сил России, был одним из создателей плана ГОЭЛРО . Комиссия внесла огромный вклад в геологическое изучение Советского Союза и создание его независимой минерально-сырьевой базы.
В 1926 году продолжил творческую самостоятельную работу. Сформулировал концепцию биологической структуры океана . Согласно этой концепции, жизнь в океане сконцентрирована в «плёнках» - географических пограничных слоях различного масштаба.
Основал новую науку - биогеохимию и внес огромный вклад в геохимию. С 1927 года до самой смерти занимал должность директора Биогеохимической лаборатории при Академии наук СССР. Был учителем целой плеяды советских геохимиков.
Философское наследие
Из философского наследия Вернадского наибольшую известность получило учение о ноосфере , он считается одним из основных мыслителей направления, известного как русский космизм .
Последние годы жизни
Летом 1940 года по инициативе В.И.Вернадского начались исследования урана на получение ядерной энергии. С началом войны был эвакуирован в Казахстан, где создал свои книги «О состояниях пространства в геологических явлениях Земли. На фоне роста науки XX столетия» и «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения» .
В 1943 году к 80-летию со дня рождения «за многолетние выдающиеся работы в области науки и техники » В. И. Вернадский был удостоен Сталинской премии 1 степени .
В конце 1943 года В. И. Вернадский вернулся из Казахстана в Москву. 25 декабря 1944 года у него произошёл инсульт. Владимир Иванович Вернадский скончался 6 января 1945 года в Москве. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.
Одним из выдающихся естествоиспытателей, посвятивших себя изучению процессов, протекающих в биосфере, был академик Владимир Иванович Вернадский (1864-1945). Он является основоположником научного направления, названного им биогеохимией , которое легло в основу современного учения о биосфере.
Исследования В.И. Вернадского привели к осознанию роли жизни и живого вещества в геологических процессах. Облик Земли, ее атмосфера, осадочные породы, ландшафты — все это результат жизнедеятельности живых организмов. Особую роль в становлении лика нашей планеты Вернадский отводил человеку. Он представил деятельность человечества как стихийный природный процесс, истоки которого теряются в глубинах истории.
Будучи выдающимся теоретиком, В.И. Вернадский стоял у истоков таких новых и общепризнанных ныне наук, как радиогеология, биогеохимия, учение о биосфере и ноосфере, науковедение.
В 1926 г. В.И. Вернадский опубликовал книгу «Биосфера», которая ознаменовала собой рождение новой науки о природе и взаимосвязи с ней человека. Биосфера впервые показана как единая динамическая система, населенная и управляемая жизнью, живым веществом планеты: «Биосфера — организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью». Ученый установил, что взаимодействие живого вещества с веществом косным есть часть большого механизма земной коры, благодаря которому происходят разнообразные геохимические и биогенные процессы, миграции атомов, осуществляется их участие в геологических и биологических циклах.
В.И. Вернадский подчеркивал, что биосфера является результатом геологического и биологического развития и взаимодействия косного и биогенного вещества. С одной стороны, это среда жизни, а с другой — результат жизнедеятельности. Специфика современной биосферы — это четко направленные потоки энергии и биогенный (связанный с деятельностью живых существ) круговорот веществ. Вернадский впервые показал, что химическое состояние наружной коры нашей планеты всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами, с деятельностью которых связан великий планетарный процесс — ми фация химических элементов в биосфере. Эволюция видов, приводящая к созданию форм жизни, устойчива в биосфере и должна идти в направлении увеличения биогенной миграции атомов.
В.И. Вернадский отмечал, что пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни. На развитие жизни, а следовательно, на границы биосферы оказывают влияние многие факторы, и прежде всего наличие кислорода, углекислого газа, воды в ее жидкой фазе. Ограничивают область распространения жизни также слишком высокие или низкие температуры, элементы минерального питания. К ограничивающим факторам можно отнести и сверхсоленую среду (превышение концентрации солей в морской воде примерно в 10 раз). Лишены жизни подземные воды с концентрацией солей свыше 270 г/л.
Согласно представлениям Вернадского, биосфера состоит из нескольких разнородных компонентов. Главный и основной — это живое вещество, совокупность всех живых организмов, населяющих Землю. В процессе жизнедеятельности живые организмы взаимодействуют с неживым (абиогенным) - косным веществом. Такое вещество образуется в результате процессов, в которых живые организмы не принимают участия, например, изверженные горные породы. Следующий компонент - биогенное вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняк, мел, лесная подстилка, почвенный гумус и т.д.). Еше одно составляющее биосферы - биокосное вещество — результат совместной деятельности живых организмов (вода, почва, кора выветривания, осадочные породы, глинистые материалы) и косных (абиогенных) процессов.
Косное вещество резко преобладает по массе и объему. Живое вещество по массе составляет ничтожную часть нашей планеты: примерно 0,25 % биосферы. Причем «масса живого вещества остается в основном постоянной и определяется лучистой солнечной энергией заселения планеты». В настоящее время этот вывод Вернадского называется законом константности.
В.И. Вернадский сформулировал пять постулатов, относящихся к функции биосферы.
Первый постулат: «С самого начала биосферы жизнь, в нее входящая, должна была быть уже сложным телом, а не однородным веществом, поскольку связанные с жизнью ее биогеохимические функции по разнообразию и сложности не могут быть уделом какой-нибудь одной формы жизни». Другими словами, первобытная биосфера изначально отличалась богатым функциональным разнообразием.
Второй постулат: «Организмы проявляются не единично, а в массовом эффекте... Первое появление жизни... должно было произойти не в виде появления одного какого-нибудь вида организмов, а их совокупности, отвечающей геохимической функции жизни. Должны были сразу появиться биоценозы».
Третий постулат: «В общем монолите жизни, как бы ни менялись его составные части, их химические функции не могли быть затронуты морфологическим изменением». То есть первичная биосфера была представлена «совокупностями» организмов типа биоценозов, которые и были главной «действующей силой» геохимических преобразований. Морфологические изменения «совокупностей» не отражались на «химических функциях» этих компонентов.
Четвертый постулат: «Живые организмы... своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом... непрерывной сменой поколений... порождают одно из грандиознейших планетных явлений... — миграцию химических элементов в биосфере», поэтому «на всем протяжении протекших миллионов лет мы видим образование тех же минералов, во все времена шли те же циклы химических элементов, какие мы видим и сейчас».
Пятый постулат: «Все без исключения функции живого вещества в биосфере могут быть исполнены простейшими одноклеточными организмами».
Разрабатывая учение о биосфере, В.И. Вернадский пришел к выводу, что главным трансформатором космической энергии является зеленое вещество растений. Только они способны поглощать энергию солнечного излучения и синтезировать первичные органические соединения.
Основные положения учения В.И. Вернадского о биосфере (1863-1945)
К понятию «» (без самого термина) еще в начале XIX в. подошел Ламарк. Позднее (1863 г.) французский исследователь Реют применил термин «биосфера» для обозначения области распространения жизни на земной поверхности. В 1875 г. австрийский геолог Зюсс назвал биосферой особую оболочку Земли, включающую совокупность всех организмов, противопоставив ее другим
земным оболочкам. Начиная с работ Зюсса, биосфера трактуется как совокупность населяющих Землю организмов.
Законченное учение о биосфере было создано нашим соотечественником академиком Владимиром Ивановичем Вернадским . Основные идеи В. И. Вернадского в учении о биосфере сложились в начале XX в. Он излагал их в лекциях в Париже. В 1926 г. его идеи о биосфере были сформулированы в книге «Биосфера», состоящей из двух очерков: «Биосфера и космос» и «Область жизни». Позднее эти же идеи были развиты в большой монографии «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения», которая, к сожалению, была опубликована только через 20 лет после его смерти.
Прежде всего В.И. Вернадский определил пространство, которое охватывает биосфера
Земли, — вся гидросфера до максимальных глубин океанов, верхняя часть литосферы материков до глубины около 3 км и нижняя часть атмосферы до верхней границы тропосферы. Он ввел в науку интегральное понятие живое вещество и стал называть биосферой область существования на Земле «живого вещества»,
представляющего собой сложную совокупность микроорганизмов, водорослей, грибов, растений и животных. По существу, речь идет о единой термодинамической оболочке (пространстве), в которой сосредоточена жизнь и
осуществляется постоянное взаимодействие всего живого с неорганическими условиями среды (пленка жизни). Он показал, что биосфера отличается от других сфер Земли тем, что внутри нее происходит геологическая деятельность всех живых организмов. Живые организмы, преобразуя солнечную энергию, являются мошной силой, влияющей на геологические процессы.
Специфическая черта биосферы как особой оболочки Земли — непрерывно происходящий в ней кругооборот веществ, регулируемый деятельностью живых организмов. По мнению В.И. Вернадского, в прошлом явно недооценивали вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Хотя живое вещество по объему и массе составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.
Занимаясь созданной им наукой биохимией , изучающей распределение химических элементов по поверхности планеты, В.И. Вернадский пришел к выводу, что нет практически ни одного элемента из таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество. Он сформулировал три важных биогеохимических принципа:
- Биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к своему максимальному проявлению. Этот принцип в наши человеком дни нарушен.
- Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, происходит в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов.
- Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле космической энергией Солнца. Вследствие нарушения двух первых принципов космические воздействия из поддерживающих биосферу могут превратиться в разрушающие ее факторы.
Перечисленные геохимические принципы соотносятся со следующими важными выводами В.И. Вернадского: каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживой природой; жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие изменения на нашей планете.
Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и, в первую очередь, ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат Земли, а последний, в свою очередь, — жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на Земле.
Живое вещество планеты Земля
Главная идея В.И. Вернадского заключается в том, что высшая фаза развития материи на Земле — жизнь — определяет и подчиняет себе другие планетарные процессы. По этому поводу он писал, что можно без преувеличения утверждать, что химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы, всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами.
Если равномерно распределить все живые организмы на поверхности Земли, то они образуют пленку толщиной 5 мм. Несмотря на это, роль живого вещества в истории Земли не меньше роли геологических процессов. Вся масса живого вещества, которое было на Земле, например, в течение 1 млрд лет, уже превышает массу земной коры.
Количественной характеристикой живого вещества является суммарное количество биомассы. В.И. Вернадский, проведя анализы и расчеты, пришел к выводу, что количество биомассы составляет от 1000 до 10 ООО трлн т. Оказалось также, что поверхность Земли составляет несколько меньше 0,0001 % поверхности Солнца, но зеленая площадь ее трансформационного аппарата, т.е. поверхность листьев деревьев, стеблей трав и зеленых водорослей, дает числа совершенно иного порядка — в различные периоды года она колеблется от 0,86 до 4,20% поверхности Солнца, чем и объясняется большая суммарная энергия биосферы. В последние годы аналогичные подсчеты с применением новейшей аппаратуры провел красноярский биофизик И. Гительзон и подтвердил порядок цифр, более полувека назад определенный В.И. Вернадским.
Значительное место в работах В.И. Вернадского по биосфере отведено зеленому живому веществу растений, поскольку только оно автотрофно и способно аккумулировать лучистую энергию Солнца, образуя с ее помощью первичные органические соединения.
Значительная часть энергии живого вещества идет на образование в биосфере новых вадозных (неизвестных вне ее) минералов, а часть захороняется в виде органического вещества, образуя, в конечном счете, залежи бурого и каменного угля, горючих сланцев, нефти и газа. «Мы имеем здесь дело, — писал В.И. Вернадский, — с новым процессом, с медленным проникновением внутрь планеты лучистой энергии Солнца, достигшей поверхности Земли. Этим путем живое вещество меняет биосферу и земную кору. Оно непрерывно оставляет в ней часть прошедших через него химических элементов, создавая огромные толщи неведомых, помимо него, вадозных минералов или пронизывая тончайшей пылыо своих остатков косную материю биосферы».
По мнению ученого, земная кора представляет собой в основном остатки былых биосфер. Даже гранитно-гнейсовый ее слой образовался в результате метаморфизма и переплавления пород, возникших когда-то под воздействием живого вещества. Только базальты и другие основные магматические породы он считал глубинными и по своему генезису не связанными с биосферой.
В учении о биосфере понятие «живое вещество» является основополагающим. Живые организмы превращают космическую лучистую энергию в земную, химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Своим дыханием, питанием, метаболизмом, смертью и разложением, длящимся сотни миллионов лет, непрерывной сменой поколений они порождают существующий только в биосфере грандиознейший планетарный процесс — миграцию химических элементов.
Живое вещество, согласно теории В. И. Вернадского, — биогеохимический фактор планетарного масштаба, под воздействием которого преобразуется как окружающая абиотическая среда, так и сами живые организмы. Во всем пространстве биосферы происходит порожденное жизнью непрестанное перемещение молекул. Жизнь решающим образом воздействует на распределение, миграцию и рассеяние химических элементов, определяя судьбу азота, калия, кальция, кислорода, магния, стронция, углерода, фосфора, серы и других элементов.
Эпохи развития жизни: протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой отражают не только формы жизни на Земле, но и ее геологическую летопись, ее планетарную судьбу.
В учение о биосфере органическое вещество наряду с энергией радиоактивного распада рассматривается как носитель свободной энергии. Жизнь же рассматривается не как механическая сумма индивидуумов или видов, а как по сути — единый процесс, охватывающий все вещество верхнего слоя планеты.
Живое вещество изменялось в течение всех геологических эпох и периодов. Следовательно, как отмечал В.И. Вернадский, современное живое вещество генетически связано с живым веществом всех прошлых геологических эпох. В то же время в рамках значительных геологических отрезков времени количество живого вещества не подвержено заметным изменениям. Эта закономерность была сформулирована ученым как константное количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода).
Живое вещество выполняет в биосфере следующие биогеохимические функции: газовую — поглощает и выделяет газы; окислительно-восстановительную — окисляет, например, углеводы до углекислого газа и восстанавливает его до углеводов; концентрационную — организмы-концентраторы накапливают в своих телах и скелетах азот, фосфор, кремний, кальций, магний. В результате выполнения этих функций живое вещество биосферы из минеральной основы создает природные воды и почвы, оно создало в прошлом и поддерживает в состоянии равновесия атмосферу.
При участии живого вещества идет процесс выветривания, и горные породы включаются в геохимические процессы.
Газовая и окислительно-восстановительная функции живого вещества тесно связаны с процессами фотосинтеза и дыхания. В результате биосинтеза органических веществ автотрофными организмами было извлечено из древней атмосферы огромное количество углекислого газа. По мере увеличения биомассы зеленых растений изменился газовый состав атмосферы — уменьшилось содержание углекислого газа, и увеличилась концентрация кислорода. Весь кислород атмосферы образован в результате процессов жизнедеятельности автотрофных организмов. Живое вещество качественно изменило газовый состав атмосферы — геологической оболочки Земли. В свою очередь, кислород используется организмами для процесса дыхания, в результате чего в атмосферу вновь поступает углекислый газ.
Таким образом, живые организмы создали в прошлом и поддерживают миллионы лет атмосферу нашей планеты. Увеличение концентрации кислорода в атмосфере планеты повлияло на скорость и интенсивность окислительно-восстановительных реакций в литосфере.
Многие микроорганизмы непосредственно участвуют в окислении железа, что приводит к образованию осадочных железных руд, или к восстановлению сульфатов с образованием биогенных месторождений серы. Несмотря на то, что в состав живых организмов входят те же химические элементы, соединения которых образуют атмосферу, гидросферу и литосферу, организмы не повторяют полностью химический состав среды.
Живое вещество, активно выполняя концентрационную функцию, выбирает из среды обитания те химические элементы и в таком количестве, которое ему необходимо. Благодаря осуществлению концентрационной функции живые организмы создали многие осадочные породы, например, залежи мела и известняка.
В биосфере, как и в каждой экосистеме, постоянно осуществляется кругооборот химических элементов. Таким образом, живое вещество биосферы, выполняя геохимические функции, создает и поддерживает равновесие биосферы.
Эмпирические обобщения В.И. Вернадского
Первым выводом из учения о биосфере является принцип целостности биосферы. Строение Земли представляет собой согласованную систему. Живой мир — единая система, сцементированная множеством цепочек питания и иных взаимозависимостей. Если лаже небольшая часть ее погибнет, разрушится и все остальное.
Принцип гармонии биосферы и ее организованности. В биосфере «все учитывается и все приспособляется с той же точностью и с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов веществ и атомов энергии».
Роль живого в эволюции Земли. Лик Земли фактически сформирован жизнью. «Все минералы верхних частей земной коры — свободные алюмокремниевые кислоты (глины), карбонаты (известняки и доломиты), гидраты окиси железа и алюминия (бурые железняки и бокситы) и многие сотни других — непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни».
Космическая роль биосферы в трансформации энергии. В. И. Вернадский подчеркивал важное значение энергии и называл живые организмы механизмами превращения энергии.
Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества. Размеры популяции возрастают до тех пор, пока среда может выдержать их дальнейшее увеличение, после чего достигается равновесие. Численность колеблется вблизи равновесного уровня.
Растекание жизни есть проявление ее геохимической энергии. Живое вещество, подобно газу, растекается по земной поверхности в соответствии с правилом инерции. Мелкие организмы размножаются гораздо быстрее, чем крупные. Скорость передачи жизни зависит от плотности живого вещества.
Понятие автотрофности. Автотрофными называются организмы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы из окружающей их костной материи и не требуют для построения своего тела готовых соединений другого организма. Поле существования этих автотрофных зеленых организмов определяется областью проникновения солнечных лучей.
Жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности, а пределы жизни — физико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их нерушимостью в определенных условиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организма. Верхний предел жизни обусловливается лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет озоновый щит. Нижний предел связан с достижением высокой температуры.
Биосфера в основных своих чертах представляет один и тот же химический аппарат с самых древних геологических периодов. Жизнь оставалась в течение геологического времени постоянной, менялась только ее форма. Само живое вещество не является случайным созданием.
«Всюдность» жизни в биосфере. Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости жизни есть результат ее приспособленности в ходе времени.
Закон бережливости в использовании живым веществом простых химических тел. Раз вошедший элемент проходит длинный ряд состояний, и организм вводит в себя только необходимое количество элементов.
Постоянство количества живого вещества в биосфере. Количество свободного кислорода в атмосфере того же порядка, что и количество живого вещества. Живое вещество является посредником между Солнцем и Землей и, стало быть, либо его количество должно быть постоянным, либо должны меняться его энергетические характеристики.
Всякая система достигает устойчивого равновесия, когда ее свободная энергия равняется или приближается к нулю, т.е. когда вся возможная в условиях системы работа произведена.
В. И. Вернадский сформулировал идею автотрофности человека , которая приобрела важное значение в рамках обсуждения проблемы создания искусственных экосистем в космических кораблях. Создание таких искусственных экосистем явится важным этапом развития экологии. В их построении соединяется инженерная цель — создание нового — и экологическая направленность на сохранение имеющегося, творческий подход и разумный консерватизм. Это и будет осуществлением принципа «проектирования вместе с природой».
Пока искусственная экосистема представляет собой очень сложное и громоздкое построение. То, что в природе функционирует само собой, человек может воспроизвести только ценой больших усилий. Но ему придется это делать, если он хочет освоить космос и совершать длительные полеты. Необходимость создания искусственной экосистемы в космических кораблях поможет лучше понять экосистемы естественные.