5.4. "Устойчивое неравновесие"

5.4. "Устойчивое неравновесие"

И все же этот второй вариант, сколь бы он ни был противоречив, не может быть просто отвергнут (так же, как и первый). Он требует анализа и комментариев, ибо в каждом из них содержится крупица истины. И, как мы увидим ниже, эти крупицы могут служить основой, отправной позицией для серьезного разговора.

Прежде всего о равновесии биосферы - его никогда не было. Все разговоры о равновесии - это либо утопия, либо невежество. Биосфера и до человека никогда не находилась и не могла находиться в равновесии. Земля непрерывно получает энергию Солнца. Но она и излучает энергию в космос. Эти энергии разного “качества”. Кроме того, эти величины почти равны между собой - они отличаются на ничтожные доли процента (а может, и вообще, в среднем на больших интервалах времени и не отличаются) друг от друга. Эту разность, в том числе и разность “качества” - различие в частотах излучения, усваивает и накапливает биосфера. И она крайне существенна: от нее зависит все, что происходит на земной поверхности, ее оказывается достаточно, чтобы поддерживать непрерывное развитие верхней оболочки планеты, менять ее “организацию”!

Один из создателей квантовой механики, самой величественной из наук, рожденных человеческим гением, Эрвин Шредингер написал однажды удивительную книгу “Что такое жизнь с точки зрения физики”. В русском переводе эта книга появилась в 1945 году. В ней есть одна фраза, до сих пор не расшифрованная современной физикой: живое вещество питается отрицательной энтропией. Я не буду никак комментировать это утверждение (хотя думаю, что это было его ошибкой). Тем не менее, приведу лишь один замечательный факт, который не может не заставить задуматься.

Солнце облучает Землю фотонами ультрафиолетовой части спектра. Эта энергия не задерживается облаками, парниковыми газами, она нагревает поверхность планеты, и самое главное, она рождает процесс фотосинтеза - основной двигатель жизнедеятельности биосферы. Излучает же Земля тепловую энергию, которую переносят фотоны инфракрасной части спектра. Эта энергия совсем другого качества: ее задерживают водяные пары, парниковые газы, она не способна пробудить реакцию фотосинтеза (да и многие другие физико-химические процессы). И хотя существует энергетический баланс - Земля направляет в космос (может быть?) то же количество энергии, которое получает от Солнца, но не им одним объясняется то, что происходит на Земле. Не об этом ли говорил Шредингер в своей книге?

Когда я употребляю вместо слова “эволюция” слово “развитие”, то имею в виду такую форму эволюции, при которой происходит непрерывное усложнение организации живого вещества биосферы и растет разнообразие ее организационных форм. Появление на Земле носителя Разума - человека - и есть одно из проявлений развития биосферы.

Итак, биосфера независимо от человека все время меняется, накапливая в себе энергию Солнца (? - что не только не очевидно, но, скорее всего, - неверно!), и самое главное - непрерывно изменяет структуру поступающей энергии, преобразуя ее в тепловое излучение. Заметим, что одновременно непрерывно меняется и усложняется кругооборот веществ. На все эти процессы накладывается “дыхание планеты” - то, что происходит в ее толще. Какое-то количество вещества и энергии благодаря вулканизму поступает из ее глубин, и что-то “выпадает в осадок” и исключается из оборота на миллионы лет. Но в целом интегральные характеристики биосферы и даже количество живого вещества в ее составе меняются, несмотря на отсутствие равновесия, крайне мало и медленно. Для характеристики такого феномена Эрвин Бауер еще в 20-е годы ввел понятие “устойчивое неравновесие”. Строго говоря, это выражение - научный и лингвистический нонсенс. Но это и есть то самое sustainability, которое позднее стали употреблять современные биологи, - непрерывное развитие, сохраняющее целостность системы и потенцию к саморазвитию.

Биосфера Земли - сложнейшая нелинейная система, в которой происходит непрерывное взаимодействие различных механизмов, трансформирующих ее организацию. Эти механизмы реализуют огромное количество как положительных, так и отрицательных обратных связей. Среди последних особую роль играют механизмы биотической регуляции. В самом деле, именно им удается удерживать параметры биосферы в тех границах, которые приемлемы для жизни. И тот факт, что биосфера существует уже около 4 миллиардов лет, является тому наилучшим доказательством! Поэтому не случайно, что именно проблемам биотической регуляции ученые посвящают основное внимание (см., например, многочисленные работы профессора В.Г. Горшкова, опубликованные как в России, так за рубежом).

Однако объяснить развитие любой системы существованием одних механизмов биотической регуляции невозможно. Только механизмы положительной обратной связи, ответственные за дестабилизацию, за возникновения флуктуаций, отклонений от “нормы”, за нарастающую сложность организации, в частности за непрерывно действующие кооперативные механизмы, объединяющие отдельные элементы в системы, способны обеспечить настоящее развитие, т.е. непрерывный рост разнообразия и сложности организационных форм живого вещества.

Да и говорить о стабильности биосферы можно только “в большом”, когда речь идет о глобальных параметрах, причем очень условно. Родоначальники биосферы - прокариоты - могли жить только в условиях бескислородной атмосферы, но они в процессе фотосинтеза производили кислород, а он для них - смертельный яд. И этот процесс все время нарастал: атмосфера все более и более наполнялась кислородом, и однажды она стала непригодна для жизни прокариотов. Вот один из ярчайших примеров действия положительных обратных связей. Значит, биота оказывает не только стабилизирующее влияние на характеристики биосферы, но и разрушающее их. Но другие положительные обратные связи создали новый тип жизни - эукариотов, носителей кислородного дыхания, и жизнь на Земле не просто сохранилась, но и получила новые стимулы для своего развития. А прокариоты отошли на второй план, сохранив за собой функцию “фундамента живого вещества”.

Вот почему лингвистический парадокс Эрвина Бауера оказался удобной интерпретацией реальности: устойчивое неравновесие = sustainability - общепланетарное sustainability как обозначение такого свойства самоорганизации биосферы, которое обеспечивает сочетание дестабилизирующих механизмов и механизмов биотической регуляции в рамках непрерывного ее развития, т.е. усложнения ее организации!

* * *

И вот в результате этого удивительно противоречивого процесса, именуемого эволюцией, на Земле появился человек. Сначала его вмешательство в структуру кругооборота веществ, в действие природных механизмов было незаметным, как и любого другого живого существа, которое тоже меняет структуру биогеохимических циклов и так или иначе воздействует на механизмы самоорганизации биосферы, преобразуя поступающую энергию Солнца. Но постепенно извлекая запасы энергии и вещества, накопленные (точнее, отложенные) биосферой за сотни миллионов лет, и включая их снова в процесс трансформации энергии и изменения характера организации вещества, он поставил под угрозу то самое “устойчивое неравновесие”, т.е. тот характер изменения природного кругооборота веществ, благодаря которому человек возник в биосфере. И вот теперь он сделался “основной геологообразующей” силой планеты - Вернадский знал, когда произнес эту сакраментальную фразу - кругооборот веществ стал зримо меняться.

И человек уже с самых первых шагов своего “победного шествия” по страницам истории планеты стал чем-то напоминать своих далеких предшественников прокариотов, активность которых подготовляла закат их эры!

Из-за действий человека биосфера вряд ли исчезнет: Земля не раз переживала великие катастрофы, изменявшие условия жизни и климата. Однако биосфера сохранялась, все время подстраиваясь к изменениям ее характеристик и меняя их, в свою очередь. Как я уже сказал, живое вещество в целом обладает удивительной способностью регулировать условия жизни на планете, т.е. реализовать эффективную отрицательную обратную связь. Живое вещество, сохраняя биосферу, жертвовало при этом своими властителями. Оно пожертвовало даже своими родоначальниками прокариотами. Вспомним также судьбу динозавров, которые не смогли приспособиться к новой биосфере. Теперь роль космического тела, с которым Земля, вероятно, столкнулась 50-70 миллионов лет тому назад, что привело к перестройке биосферы, может сыграть человек, который должен отчетливо понимать, что его тоже может не миновать судьба прокариотов и динозавров. Тем более, что жизнь человека на Земле возможна только в очень узком диапазоне параметров биосферы. Значит, та вторая альтернатива, которая утверждает, что человек, как и остальные живые существа, должен вписаться в естественные циклы биосферы, на самом деле указывает путь поисков развития рода человеческого. Но она требует уточнений, глубокого анализа, далеко выходящего за пределы наук о Земле и традиционных биосферных исследований.

Лет 25-30 тому назад я ввел термин “коэволюция человека и биосферы” как такое взаимоотношение Природы и общества, которое допускает их совместное развитие. Не просто их совместное существование, сосуществование, а развитие в том смысле, как я его уже употреблял. Я использовал это понятие по аналогии с тем образом существования, который вел человек палеолитической эпохи, когда его деятельность не грозила нарушить развитие биосферы.

И тем не менее, этот термин очень спорный. И не только потому, что необходима еще его глубокая расшифровка. Вызывает сомнение и сама возможность реализации принципа совместного развития человечества и биосферы в современных условиях. Это происходит из-за большого различия характерных временных масштабов тех процессов, которые происходят в Природе и обществе. Пришло время расшифровать понятие “коэволюция”, точнее, дать свою интерпретацию этого понятия.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.