Следовательно, можно предположить (исходя из идей Вернадского), что загадка цефализации может быть решена только с учетом особенностей развития всей Земли и области жизни (биосферы), где действует особый механизм геосфер -- трансформатор солнечной энергии.
МЕХАНИЗМ ГЕОСФЕР
Оценивать творческое наследие Вернадского очень сложно: кому-то покажутся важными одни идеи ученого, кому-то -- другие. Например, замечания Вернадского о механизме геосфер не популярны, но очень возможно, что они еще будут оценены по достоинству.
"Земная кора, -- писал Вернадский в 1924 году, -- для нас есть область нашей планеты, чрезвычайно сложная по своему строению... Ее происхождение нам неясно. По-видимому, она в своей основе сильно переработана постоянно в нее проникающими космическими излучениями. Она представляет не случайную группу явлений, но совершенно закономерное явление в истории планеты, своеобразный планетный механизм".
Несколько позже в своей работе "Биосфера" Вернадский пояснил, что солнечные излучения проникают в земную кору из живого вещества. Жизнь -- есть форма накопления солнечной энергии. Остатки жизни погружаются на километровые глубины, перенося сюда накопленную энергию Солнца.
"Как мог образоваться этот своеобразный механизм земной коры, каким является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующий в течение сотен миллионов лет геологического времени, -- мы не знаем. Это является загадкой, так же как загадкой в общей схеме наших знаний является и сама жизнь".
В механизме биосферы очень важную роль играет взаимодействие трех геосфер: газовой, водной и каменной. Первые две подвижны. Они воздействуют на поверхность земной коры, видоизменяют минералы и горные породы, разрушают береговые уступы, возвышенности, способствуют накоплению горных пород. Живые существа как бы ускоряют и совершенствуют работу механизма геосфер. Идет постоянная переработка каменной оболочки. Постоянно усложняется ее строение и состав слагающих ее образований, а также увеличивается их разнообразие.
По странному совпадению, в головном мозгу выделяется область коры, смятая в складки. У человека этих складок много, у предков его -- все меньше и меньше (по мере удаления в прошлое).
Складки земной коры -- тоже очень характерное явление. И, как считается, в далеком прошлом складок этих было меньше, чем ныне.
Подобная аналогия развития коры головного мозга и земной коры, быть может, свидетельствует о связи эволюции мозга (цефализации) с развитием окружающей геологической среды, с увеличением количества энергии (а также сложности) в биосфере под действием механизма геосфер, аккумулирующего лучистую энергию Солнца.
Этапы цефалиэации, биологической эволюции, накопления продуктов жизни в геологической истории входят частью более общих геохимических циклов, круговоротов вещества. Эти планетные геологические вихри атомов приводит в движение солнечная энергия и энергия распада радиоактивных элементов. Геохимические циклы, круговороты земного вещества и есть реальное проявление деятельности механизма геосфер.
Механизм геосфер, подобно всякому механизму, работает циклично, проходя определенные повторяющиеся этапы.
Вернадский одним из первых начал составлять схемы превращения тех или иных атомов (молекул) в атмосфере, гидросфере, земной коре. За последние десятилетия подобные схемы стали общепринятыми: ученые дополняют и уточняют их на основе количественных данных, расчета масс и энергий, входящих в круговороты. Все осадочные горные породы -- это продукция механизма геосфер и отчасти -- жизнедеятельности. Если механизм геосфер работает циклично, то на каждом этапе должны им вырабатывагься приблизительно одинаковые горные породы,
В нашем веке стало известно (и доказано; об этом писал и Вернадский), что слои горных пород обычно образуют закономерные серии, группы. От слоя к слою закономерно меняется состав, химические свойства. Для всей земной коры за всю ее историю тоже выделяются определенные циклы. Начинаются они с преимущественно грубообломочных, плохо обработанных пород. Затем степень переработки пород увеличивается, появляются продукты отмирания коллоидов и, наконец, биогенные (созданные жизнью) образования.
Попытки объяснить это явление основаны на признании эпох усиленных движений земной коры, горообразования. За ними начинается полоса более спокойного развития (до следующей активизации). Убедительных доказательств подобных "катастроф" нет. Непонятно, почему бы в период горообразования не расцветать жизни и не накапливаться обильным биогенным осадкам (предгорные районы обычно благоприятны для жизни).
А может быть, решение загадки геохимических циклов связано с познанием закономерностей взаимодействия атмосферы, природных вод и земной коры, а также живых организмов? Нельзя ли предположить, что и движения земной коры (образование гор и впадин, перемещения континентов, вулканизм, землетрясения) в немалой степени определяются работой механизма геосфер?
Следовало бы как следует изучить механизм геосфер и его работу на протяжении геологической истории. Это очень важно для понимания строения земных недр и разумного использования подземных богатств. И еще: "Этот механизм, по-видимому, не вечен. Деятельность человечества и, быть может, всего живого вещества производит на земной поверхности изменения, последствия которых во времени от нас ускользают..."
Да, к сожалению, нам нелегко выяснить последствия своей геологической деятельности. Но сделать это необходимо: от точности наших знаний зависит будущее человечества.
Так тема геохимических циклов, механизма геосфер, развития биосферы, цефализации смыкается с нашей действительностью, с поисками полезных ископаемых, с геологической деятельностью человечества и судьбой современной цивилизации. "Человек всюду увеличивает количество атомов, выходящих из старинных циклов -- геохимических "вечных циклов". Он усугубляет нарушение этих процессов, вводит туда новые, расстраивает старые. С человеком несомненно появилась новая огромная геологическая сила на поверхности нашей планеты".
НООСФЕРА, ПСИХОЗОЙ И ГЕОТЕХНОЛОГИЯ
Как известно, геологическую деятельность человека Вернадский начал исследовать с первых лет нашего века. За год до смерти он написал статью "Несколько слов о ноосфере". Она прошла почти незамеченной (ее по достоинству оценил, пожалуй, только Б. Л. Личков). Четверть века спустя к высказанным в ней идеям обратились сразу многие специалисты. Тема геологической деятельности человека стала чрезвычайно актуальной и популярной.
За последние десятилетия со всей очевидностью выявились неблагоприятные для нас последствия нашего хозяйничания на планете. Прежде был популярен лозунг покорения природы воле и разуму человека. Но вдруг оказалось, что "побежденная" природа беззлобно, но грозно мстит победителю: победы над природой опасней поражения.
Некоторые мыслители прошлого понимали это. Р. Бэкон утверждал, что, только покорившись природе, можно властвовать над ней. В середине прошлого века обстоятельно и точно доказал эту мысль Г. Марш. Более ста лет назад об этом же писал Ф. Энгельс (его работа увидела свет только в нашем веке). И все-таки современные ученые были застигнуты врасплох многочисленными сообщениями о загрязнении рек, озер и даже морей; о ядовитых газах, золях и пыли, витающих в воздухе; об исчезновении видов животных и растений и катастрофических бедствиях "диких" обитателей нашей планеты; об уменьшении запасов некоторых полезных ископаемых; об особых климатических и геологических процессах в городах и промышленных районах...
Наша техническая цивилизация ощутила неприятную отдачу от своих воздействий на природу. И только после этого стали вспоминать слова Вернадского о стихийной неотделимости человека от "той земной оболочки, где может только существовать жизнь".
Учение Вернадского о биосфере перешло в учение о сфере планеты, где активно проявляется разум человека.
До сих пор еще нет науки, исследующей геологическую деятельность человечества. Когда она окончательно оформится, основателем ее должен будет по праву считаться В. И. Вернадский.
Вернадский в ряде своих работ писал о новой геологической эпохе -психозойной эре, эре Разума. В "Очерках геохимии" (1924) он очень верно отметил: "Раньше организмы влияли на историю только тех атомов, которые были нужны для их роста, размножения, питания, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы, нужные для техники и для создания цивилизованных форм жизни. Человек действует здесь не как Homo sapiens, а как Homo faber.
И он распространяет свое влияние на все химические элементы".
Подсчеты советского геохимика А. И. Перельмана показали, что в процесс технической деятельности человека -- техногенез -- вовлечены сейчас все химические элементы. Активность техногенеза значительно превышает активность любого другого геохимического процесса, в ряде случаев всех других геохимических сил, вместе взятых.
Человек действует не только как Homo sapiens, то есть как разумное существо, но главным образом, как Homo faber, то есть как творец, созидатель. Фактически все нам известные химические элементы необходимы только технике; человек на протяжении тысячелетий своего разумного существования использовал очень ограниченный круг химических элементов -- немногим более того, что требуется любому живому организму.
Сейчас специалисты усиленно изучают результаты воздействия человека на природу Земли. Основной наукой при этом считается экология, исследующая взаимодействие между собой животных, растений и неорганического вещества. Человек нарушает -- вольно или невольно -- систему таких взаимодействий. Экология призвана искать пути к восстановлению пострадавших природных систем в измененном, конечно, виде.
Однако экология вовсе не касается преобразования человеком земной коры, а также не изучает саму по себе геологическую деятельность человека, ее закономерности, историю, формы. Не укрепилось еще в науке положение об особой геологической эпохе (психозойской или технозойской эре). А ведь очень важно знать ее характерные черты, этапы, будущее. Безусловно, наука о техносфере (ноосфера) или психозойской (технозойской) эре выходит за рамки наук о Земле, включая в себе науки о человеке, технике, космосе.
Пока еще наука о геологической деятельности человечества, которой плодотворно занимался В. И. Вернадский, остается преимущественно теоретической. Однако уже начинается внедрение теории в практику. Это относится, в частности, к новой отрасли знания -- геотехнологии.
Работы Вернадского о геологической деятельности человека приобретают широкую популярность. Обычны стали ссылки на статьи и книги последних лет жизни ученого. Однако остается вне внимания одна очень интересная мысль, высказанная Вернадским в его более раннем "Опыте описательной минералогии".
Рассказывая о геологической деятельности человека, Вернадский отметил: "Всюду возникает вопрос о истощении запасов природных скоплений минералов, тех их форм, которые доступны переработке человеком".
Впрочем, об истощении запасов полезных ископаемых говорилось и раньше. Сама по себе проблема была не нова.
Общепринято, что воздух и вода доступны очистке и могут быть использованы (в принципе) без загрязнения и вредных отходов. Воссоздается биологическая продукция. С полезными ископаемыми дела обстоят иначе. Охрана недр во всех учебниках сводится к рациональному использованию минеральных богатств. Дополнительно (и не всегда) упоминается о вторичной переработке отходов и о комплексном использовании извлекаемого сырья.
В таком случае все мало-мальски ценные, крупные и доступные залежи будут выработаны в недалеком будущем. Подсчеты устанавливают сроки истощения отдельных полезных ископаемых: от десятилетий до столетий. Сроки, в общем, ничтожные. Каков же выход из столь сложной и как будто бесперспективной ситуации? У Вернадского есть на этот счет мимолетное, но исключительно важное замечание: "Химическая работа человечества должна сделаться интенсивнее; оно будет вынуждено концентрировать руды, т.е. быстро производить природную геологическую работу, идущую медленно -- веками и тысячелетиями".
Да, у человека есть выход: ускорять и направлять течение геохимических процессов, искусственно создавать в земной коре месторождения полезных ископаемых.
Круг подобных искусственных месторождений еще очень узок и охватывает прежде всего соли: поваренную -- минерал галит и сульфат натрия -мирабилит. Появилась новая отрасль науки, исследующая возможности регуляции процессов, идущих в земной коре и на земной поверхности, -- геотехнология. Правда, она пока связана преимущественно с разработкой методов бесшахтной добычи полезных ископаемых: путем нагнетания по скважинам воды, растворения некоторых минералов, откачивания раствора и извлечения необходимых компонентов и т, п.
Это частные проблемы, относящиеся главные образом к горному делу. В будущем у геотехнологии открываются самые широкие перспективы. Основываясь на геологических знаниях о жизни земной коры и закономерностях формирования месторождений полезных ископаемых, геотехнология станет наукой об использовании земной коры на благо человека.
Требуется хорошо изучить проблемы генезиса минералов и горных пород. Многое здесь остается неясным. О жизни земной коры фактов накоплено очень много, но объединить их в пределах одной теории пока не удается. Неясно даже, какие силы определяют развитие земной коры и течение основных геологических процессов; глубинные, связанные с подкорковыми явлениями; космические, влияющие на всю Солнечную систему, или поверхностные, вызванные почти исключительно воздействием на Землю солнечных лучей.
ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛИ
В начале прошлого века, как считается, окончилась "столетняя война" двух группировок геологов: нептунистов и плутонистов. Первые признавали главной геологической силой воду (Нептун, как известно, бог моря в Древнем Риме). Вторые отдавали предпочтение "жару, господствующему в земной утробе" (говоря словами М. В. Ломоносова), то есть внутренним силам планеты, где, по мнению древних римлян, правил Плутон.
Научные споры нептунистов и плутонистов разгорелись в XVIII веке, когда начался быстрый рост геологических знаний. Споры шли с переменным успехом. У каждой из сторон были свои убедительные факты и гипотезы, были и очень сомнительные идеи. Например, нептунисты пытались доказать, будто все горные породы, включая базальты, рождены в воде.
Казалось бы, споры ученых XVIII века канули в Лету: и геология ныне не та, и проблемы иные. Однако отзвуки давних споров можно уловить и в наши дни. Главный вопрос сохранился: какие в основном силы движут земную кору -внешние или внутренние?
Вернадский отдавал явные симпатии внешним силам Земли -- живому веществу, природным водам -- и был, можно сказать, преимущественно нетунистсм. Это закономерно. Ученый наиболее знаменит своими научными трудами, посвященными геохимической роли природных вод, живых существ и человека, то есть сил приповерхностных, проявляющих свою геологическую деятельность почти исключительно в пределах земной коры.
"Теснейшим образом связанная с водой, жизнь имела свое почетное место в созидании окружающей нас природы. Жизнь для нептунистов была огромная сила, а не случайное явление в истории планеты".
По мнению Вернадского, плутонисты ошибочно считали, будто тонкая поверхностная пленка планеты, где существует жизнь (биосфера), теряется в общей массе земного шара и ею можно пренебречь. Подобные ошибочные представления исчезали медленно, но неуклонно. Выяснилось, что все основные геологические процессы захватывают только наружную часть планеты -- земную кору.
"Геохимические циклы химических элементов есть явление поверхностное. Внутренность планеты для них как будто не существует.
Тот же факт не менее ясно выявляется из изучения не самих циклов, но энергии, вызывающей их в течение геологического времени. Большая часть этой энергии, а может быть, и вся энергия есть энергия земной поверхности".
"Вулканические явления, как мы знаем, не находятся ни в какой связи с земными глубинами..."
Да ведь наш великий ученый явно преувеличивал роль внешних сил! возразят, пожалуй, многие из современных геологов. В данном случае мы имеем дело с ошибкой, а не с предвидением. Прошли годы, и наиболее популярной стала теория передвижения плит земной коры, причем причины движения, хотя и не выясненные окончательно, безусловно связаны с активностью глубочайших недр, вплоть до самого ядра Земли.
Так-то оно так, но, может быть, Вернадский смотрел дальше -- в будущее?
Сейчас очень трудно судить об этом объективно. Всегда существуют общепринятые в науке мнения, кажущиеся современным ученым очевидными. Проходят годы, и с этим поколением ученых незаметно отходят в прошлое их идеи. А до тех пор метод убеждения чаще всего бесполезен.
Скажем, есть ли какие-нибудь новые факты, опровергающие мнение Вернадского об инертности примерно девяти десятых объема планеты, начиная с глубин, превышающих восемьсот-тысячу метров? Таких фактов нет. К этим глубинам затухает сейсмическая активность (а она, как считается, свидетельствует о перемещении глубинного вещества); очаги вулканов располагаются еще выше.
Предположим, нам недостаточно хорошо известны некоторые процессы, протекающие в земной коре. Но ведь о глубоких недрах мы и вовсе почти ничего не знаем. Имеет ли смысл объяснять то, что известно плохо, тем, что вообще неизвестно? Не напоминает ли обращение к глубоким недрам в поисках решения проблем земной коры ссылку на могучего и умелого бога Плутона, руководящего "снизу" жизнью земной поверхности?
В геологических процессах, определяющих облик нашей планеты, ведущая роль принадлежит воде, жизни, человеку. Здесь господствует солнечная энергия (в низах земной коры -- энергия радиоактивного распада). Так считал Вернадский. В наше время не существует, повторяю, ни одного факта, противоречащего этим его взглядам. Единственное, быть может, возражение вызывает некоторое преувеличение роли радиоактивной энергии в жизни глубоких горизонтов земной коры.
Гипотезы об активности мантии и ядра существуют и пользуются успехом. Так же как имеются гипотезы о внешних космических силах, деформирующих земной шар, вызывая коренные изменения рельефа.
Какую точку зрения следует считать верной?
Уместно вспомнить слова Вернадского, сказанные по другому поводу, но очень подходящие в данный момент: "Я думаю, что натуралист должен здесь останавливаться в своей научной фантазии и должен оставить эту проблему, как и многие другие, будущим ученым. Он не должен забывать, как это ярко выразил в конце своей жизни Ньютон, что для массы вопросов, которые он может ставить и предчувствовать, он является мальчиком, строящим на морском песке детские постройки вместо грандиозных проявлений реальности. Пройдут поколения, и другие решат их снова, очутившись мальчиками перед новыми вопросами..."
НАТУРАЛИСТ
Время универсальных гениев прошло. Не потому, что люди изменились. Просто наука теперь не та.
В XVII и XVIII веках энциклопедистами были почти все крупные мыслители. Великий физик Ньютон разрабатывал основы дифференциального исчисления, описывал законы движения небесных тел и назвал свою главную работу "Математические начала натуральной философии". Название соединяет три гигантских области знания: математику, природоведение, философию.
Ломоносов не ограничивался науками (геология, химия, физика...), занимаясь поэзией, живописью. Поэт ГJте был философом и натуралистом. Сказочник Гофман сочинял музыку, дирижировал оркестром, был художником, а еще вдобавок профессиональным юристом...
В начале XIX века можно было быть физиком, биологом, математиком, химиком. Скажем, Чарлз Лайель был геологом. Пояснений не требуется. Геолог в те годы изучал строение и изменения каменной оболочки нашей планеты. Или, по словам Лайеля, физическую географию прежних эпох.
До сих пор принято говорить: физик, геолог. Однако теперь это мало что объясняет. Науки необычайно разрослись. От основного ствола традиционных областей знаний отделилось множество ветвей, появились сотни новых наук и учений.
Науки растут, подобно деревьям. Сначала оформляется ствол, основная опора, где сходятся корни, связывающие данную область знания с другими. От ствола отчленяются ветви. От них, в свою очередь, новые. Наконец, пышная крона скрывает от внешнего наблюдателя и ствол, и основные ответвления.
Так происходит со многими науками. В конце концов семья наук образует нечто подобное тропическому лесу: сплошное переплетение ветвей; подчас нельзя разобраться, где кончается одно дерево и начинается другое.
Современный ученый обычно исследует какое-либо одно ответвление одной из ветвей науки. Например, ископаемые растения. И не за всю геологическую историю, а только в каменноугольный период. И не все растения, а одну или несколько групп. Геохимик изучает не геологическую историю всех химических элементов, а какого-нибудь одного из них или нескольких. И не во всех минералах и горных породах, а, скажем, в осадочных. Или даже только в глинистых осадочных породах. Существуют общие работы. Они почти исключительно, как говорится, компилятивные, использующие сведения, полученные из чужих рук, из книг и статей других специалистов. Чаще всего компилятивные работы служат неплохими учебниками для студентов. От переднего края науки они отстают на добрый десяток лет.
Негласный завет современному ученому: занимайся своим делом. Или: не выходи за рамки своей специальности. Или: не лезь в чужие науки.
Оправдание таким советам вполне убедительное. По каждой отдельной отрасли науки публикуются ежемесячно десятки статей и несколько монографий. Специалисты периодически обмениваются мнениями на симпозиумах, конференциях, заседаниях, совещаниях. Дополнительно требуется следить за некоторыми событиями в смежных науках. С каждым годом издается все больше и больше трудов, а через десять-двенадцать лет число их удваивается. Ясно, как трудно ученому оперативно следить за потоком литературы по своей специальности.
Занятие наукой напоминает плавание против течения: чтобы держаться на одном месте, не смещаясь назад, требуется затрачивать немалые усилия. Поток постепенно становится мощнее, противодействовать ему все трудней. К тому же в науке не ценится топтание на одном месте. Требуется движение вперед.
Такова хорошо известная закономерность. Следствие ее очевидно: дай бог, если удалось тебе стать хорошим специалистом; хвала и уважение, если сумел продвинуть свою отрасль вперед, обнаружил нечто новое; слава и почет, если посчастливилось обнаружить доселе не известную область знания, открыть новый островок в океане неведомого.
Как тогда оценить научное творчество Вернадского? Вспомним главное: учение о биосфере; основы геохимии; история минералов земной коры; биогеохимия и радиогеология; учение о геологической деятельности человека; исследования геологического пространства-времени; науковедение...
Говорят, все познается в сравнении. Вернадского по широте охвата научных проблем сравнивать, пожалуй, не с кем.
Для него приходится сделать исключение. Неверно считать его только биогеохимиком или даже геохимиком. Геолог? Но ведь он исследовал и земную кору, и всю планету, и жизнь (биолог?), человечество (антрополог, историк?), космос (астроном?)... Конечно, он не был ни биологом, ни антропологом, ни астрономом, Он не занимался какими-то конкретными науками (включая геологические). Он исследовал явления природы и поэтому с полным основанием должен считаться натуралистом.
Вернадский остался как бы в стороне от главного направления науки XX века -- специализации. Он шел своим путем. Даже кое в чем вернулся на позиции науки XVIII века, когда было принято испытывать натуру, проникать мыслию в сущность естества.
Быть может, главнейшее достоинство научного творчества Вернадского -синтез знаний, стремление изучать природные объекты целиком, обобщенно. За полвека до первых космических полетов он сумел увидеть Землю из космоса, не просто как одно из тел Солнечной системы, но глазами геолога, различая континенты и океаны, горные породы и живые существа, человека, минералы, атомы и молекулы.
Подобные "всеобъемлющие" умы бывали в истории человечества до начала XIX века. Можно вспомнить Канта, Ломоносова, Бюффона, Кювье, Гумбольдта, а еще раньше Леонардо да Винчи, Аристотеля. Перешагнуть грань нашего века не удалось ни одному естествоиспытателю-энциклопедисту. Не одному, кроме В. И. Вернадского! Он не просто интересовался многими науками, но и был в каждой из них специалистом, открывателем нового.
Одно из наиболее известных геологических предсказаний Вернадского -гипотеза каолинового ядра и предположение об одинаковой роли в строении многих силикатов и кремния и алюминия (о существовании алюмосиликатов).
МЕХАНИЗМ ГЕОСФЕР
Оценивать творческое наследие Вернадского очень сложно: кому-то покажутся важными одни идеи ученого, кому-то -- другие. Например, замечания Вернадского о механизме геосфер не популярны, но очень возможно, что они еще будут оценены по достоинству.
"Земная кора, -- писал Вернадский в 1924 году, -- для нас есть область нашей планеты, чрезвычайно сложная по своему строению... Ее происхождение нам неясно. По-видимому, она в своей основе сильно переработана постоянно в нее проникающими космическими излучениями. Она представляет не случайную группу явлений, но совершенно закономерное явление в истории планеты, своеобразный планетный механизм".
Несколько позже в своей работе "Биосфера" Вернадский пояснил, что солнечные излучения проникают в земную кору из живого вещества. Жизнь -- есть форма накопления солнечной энергии. Остатки жизни погружаются на километровые глубины, перенося сюда накопленную энергию Солнца.
"Как мог образоваться этот своеобразный механизм земной коры, каким является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующий в течение сотен миллионов лет геологического времени, -- мы не знаем. Это является загадкой, так же как загадкой в общей схеме наших знаний является и сама жизнь".
В механизме биосферы очень важную роль играет взаимодействие трех геосфер: газовой, водной и каменной. Первые две подвижны. Они воздействуют на поверхность земной коры, видоизменяют минералы и горные породы, разрушают береговые уступы, возвышенности, способствуют накоплению горных пород. Живые существа как бы ускоряют и совершенствуют работу механизма геосфер. Идет постоянная переработка каменной оболочки. Постоянно усложняется ее строение и состав слагающих ее образований, а также увеличивается их разнообразие.
По странному совпадению, в головном мозгу выделяется область коры, смятая в складки. У человека этих складок много, у предков его -- все меньше и меньше (по мере удаления в прошлое).
Складки земной коры -- тоже очень характерное явление. И, как считается, в далеком прошлом складок этих было меньше, чем ныне.
Подобная аналогия развития коры головного мозга и земной коры, быть может, свидетельствует о связи эволюции мозга (цефализации) с развитием окружающей геологической среды, с увеличением количества энергии (а также сложности) в биосфере под действием механизма геосфер, аккумулирующего лучистую энергию Солнца.
Этапы цефалиэации, биологической эволюции, накопления продуктов жизни в геологической истории входят частью более общих геохимических циклов, круговоротов вещества. Эти планетные геологические вихри атомов приводит в движение солнечная энергия и энергия распада радиоактивных элементов. Геохимические циклы, круговороты земного вещества и есть реальное проявление деятельности механизма геосфер.
Механизм геосфер, подобно всякому механизму, работает циклично, проходя определенные повторяющиеся этапы.
Вернадский одним из первых начал составлять схемы превращения тех или иных атомов (молекул) в атмосфере, гидросфере, земной коре. За последние десятилетия подобные схемы стали общепринятыми: ученые дополняют и уточняют их на основе количественных данных, расчета масс и энергий, входящих в круговороты. Все осадочные горные породы -- это продукция механизма геосфер и отчасти -- жизнедеятельности. Если механизм геосфер работает циклично, то на каждом этапе должны им вырабатывагься приблизительно одинаковые горные породы,
В нашем веке стало известно (и доказано; об этом писал и Вернадский), что слои горных пород обычно образуют закономерные серии, группы. От слоя к слою закономерно меняется состав, химические свойства. Для всей земной коры за всю ее историю тоже выделяются определенные циклы. Начинаются они с преимущественно грубообломочных, плохо обработанных пород. Затем степень переработки пород увеличивается, появляются продукты отмирания коллоидов и, наконец, биогенные (созданные жизнью) образования.
Попытки объяснить это явление основаны на признании эпох усиленных движений земной коры, горообразования. За ними начинается полоса более спокойного развития (до следующей активизации). Убедительных доказательств подобных "катастроф" нет. Непонятно, почему бы в период горообразования не расцветать жизни и не накапливаться обильным биогенным осадкам (предгорные районы обычно благоприятны для жизни).
А может быть, решение загадки геохимических циклов связано с познанием закономерностей взаимодействия атмосферы, природных вод и земной коры, а также живых организмов? Нельзя ли предположить, что и движения земной коры (образование гор и впадин, перемещения континентов, вулканизм, землетрясения) в немалой степени определяются работой механизма геосфер?
Следовало бы как следует изучить механизм геосфер и его работу на протяжении геологической истории. Это очень важно для понимания строения земных недр и разумного использования подземных богатств. И еще: "Этот механизм, по-видимому, не вечен. Деятельность человечества и, быть может, всего живого вещества производит на земной поверхности изменения, последствия которых во времени от нас ускользают..."
Да, к сожалению, нам нелегко выяснить последствия своей геологической деятельности. Но сделать это необходимо: от точности наших знаний зависит будущее человечества.
Так тема геохимических циклов, механизма геосфер, развития биосферы, цефализации смыкается с нашей действительностью, с поисками полезных ископаемых, с геологической деятельностью человечества и судьбой современной цивилизации. "Человек всюду увеличивает количество атомов, выходящих из старинных циклов -- геохимических "вечных циклов". Он усугубляет нарушение этих процессов, вводит туда новые, расстраивает старые. С человеком несомненно появилась новая огромная геологическая сила на поверхности нашей планеты".
НООСФЕРА, ПСИХОЗОЙ И ГЕОТЕХНОЛОГИЯ
Как известно, геологическую деятельность человека Вернадский начал исследовать с первых лет нашего века. За год до смерти он написал статью "Несколько слов о ноосфере". Она прошла почти незамеченной (ее по достоинству оценил, пожалуй, только Б. Л. Личков). Четверть века спустя к высказанным в ней идеям обратились сразу многие специалисты. Тема геологической деятельности человека стала чрезвычайно актуальной и популярной.
За последние десятилетия со всей очевидностью выявились неблагоприятные для нас последствия нашего хозяйничания на планете. Прежде был популярен лозунг покорения природы воле и разуму человека. Но вдруг оказалось, что "побежденная" природа беззлобно, но грозно мстит победителю: победы над природой опасней поражения.
Некоторые мыслители прошлого понимали это. Р. Бэкон утверждал, что, только покорившись природе, можно властвовать над ней. В середине прошлого века обстоятельно и точно доказал эту мысль Г. Марш. Более ста лет назад об этом же писал Ф. Энгельс (его работа увидела свет только в нашем веке). И все-таки современные ученые были застигнуты врасплох многочисленными сообщениями о загрязнении рек, озер и даже морей; о ядовитых газах, золях и пыли, витающих в воздухе; об исчезновении видов животных и растений и катастрофических бедствиях "диких" обитателей нашей планеты; об уменьшении запасов некоторых полезных ископаемых; об особых климатических и геологических процессах в городах и промышленных районах...
Наша техническая цивилизация ощутила неприятную отдачу от своих воздействий на природу. И только после этого стали вспоминать слова Вернадского о стихийной неотделимости человека от "той земной оболочки, где может только существовать жизнь".
Учение Вернадского о биосфере перешло в учение о сфере планеты, где активно проявляется разум человека.
До сих пор еще нет науки, исследующей геологическую деятельность человечества. Когда она окончательно оформится, основателем ее должен будет по праву считаться В. И. Вернадский.
Вернадский в ряде своих работ писал о новой геологической эпохе -психозойной эре, эре Разума. В "Очерках геохимии" (1924) он очень верно отметил: "Раньше организмы влияли на историю только тех атомов, которые были нужны для их роста, размножения, питания, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы, нужные для техники и для создания цивилизованных форм жизни. Человек действует здесь не как Homo sapiens, а как Homo faber.
И он распространяет свое влияние на все химические элементы".
Подсчеты советского геохимика А. И. Перельмана показали, что в процесс технической деятельности человека -- техногенез -- вовлечены сейчас все химические элементы. Активность техногенеза значительно превышает активность любого другого геохимического процесса, в ряде случаев всех других геохимических сил, вместе взятых.
Человек действует не только как Homo sapiens, то есть как разумное существо, но главным образом, как Homo faber, то есть как творец, созидатель. Фактически все нам известные химические элементы необходимы только технике; человек на протяжении тысячелетий своего разумного существования использовал очень ограниченный круг химических элементов -- немногим более того, что требуется любому живому организму.
Сейчас специалисты усиленно изучают результаты воздействия человека на природу Земли. Основной наукой при этом считается экология, исследующая взаимодействие между собой животных, растений и неорганического вещества. Человек нарушает -- вольно или невольно -- систему таких взаимодействий. Экология призвана искать пути к восстановлению пострадавших природных систем в измененном, конечно, виде.
Однако экология вовсе не касается преобразования человеком земной коры, а также не изучает саму по себе геологическую деятельность человека, ее закономерности, историю, формы. Не укрепилось еще в науке положение об особой геологической эпохе (психозойской или технозойской эре). А ведь очень важно знать ее характерные черты, этапы, будущее. Безусловно, наука о техносфере (ноосфера) или психозойской (технозойской) эре выходит за рамки наук о Земле, включая в себе науки о человеке, технике, космосе.
Пока еще наука о геологической деятельности человечества, которой плодотворно занимался В. И. Вернадский, остается преимущественно теоретической. Однако уже начинается внедрение теории в практику. Это относится, в частности, к новой отрасли знания -- геотехнологии.
Работы Вернадского о геологической деятельности человека приобретают широкую популярность. Обычны стали ссылки на статьи и книги последних лет жизни ученого. Однако остается вне внимания одна очень интересная мысль, высказанная Вернадским в его более раннем "Опыте описательной минералогии".
Рассказывая о геологической деятельности человека, Вернадский отметил: "Всюду возникает вопрос о истощении запасов природных скоплений минералов, тех их форм, которые доступны переработке человеком".
Впрочем, об истощении запасов полезных ископаемых говорилось и раньше. Сама по себе проблема была не нова.
Общепринято, что воздух и вода доступны очистке и могут быть использованы (в принципе) без загрязнения и вредных отходов. Воссоздается биологическая продукция. С полезными ископаемыми дела обстоят иначе. Охрана недр во всех учебниках сводится к рациональному использованию минеральных богатств. Дополнительно (и не всегда) упоминается о вторичной переработке отходов и о комплексном использовании извлекаемого сырья.
В таком случае все мало-мальски ценные, крупные и доступные залежи будут выработаны в недалеком будущем. Подсчеты устанавливают сроки истощения отдельных полезных ископаемых: от десятилетий до столетий. Сроки, в общем, ничтожные. Каков же выход из столь сложной и как будто бесперспективной ситуации? У Вернадского есть на этот счет мимолетное, но исключительно важное замечание: "Химическая работа человечества должна сделаться интенсивнее; оно будет вынуждено концентрировать руды, т.е. быстро производить природную геологическую работу, идущую медленно -- веками и тысячелетиями".
Да, у человека есть выход: ускорять и направлять течение геохимических процессов, искусственно создавать в земной коре месторождения полезных ископаемых.
Круг подобных искусственных месторождений еще очень узок и охватывает прежде всего соли: поваренную -- минерал галит и сульфат натрия -мирабилит. Появилась новая отрасль науки, исследующая возможности регуляции процессов, идущих в земной коре и на земной поверхности, -- геотехнология. Правда, она пока связана преимущественно с разработкой методов бесшахтной добычи полезных ископаемых: путем нагнетания по скважинам воды, растворения некоторых минералов, откачивания раствора и извлечения необходимых компонентов и т, п.
Это частные проблемы, относящиеся главные образом к горному делу. В будущем у геотехнологии открываются самые широкие перспективы. Основываясь на геологических знаниях о жизни земной коры и закономерностях формирования месторождений полезных ископаемых, геотехнология станет наукой об использовании земной коры на благо человека.
Требуется хорошо изучить проблемы генезиса минералов и горных пород. Многое здесь остается неясным. О жизни земной коры фактов накоплено очень много, но объединить их в пределах одной теории пока не удается. Неясно даже, какие силы определяют развитие земной коры и течение основных геологических процессов; глубинные, связанные с подкорковыми явлениями; космические, влияющие на всю Солнечную систему, или поверхностные, вызванные почти исключительно воздействием на Землю солнечных лучей.
ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛИ
В начале прошлого века, как считается, окончилась "столетняя война" двух группировок геологов: нептунистов и плутонистов. Первые признавали главной геологической силой воду (Нептун, как известно, бог моря в Древнем Риме). Вторые отдавали предпочтение "жару, господствующему в земной утробе" (говоря словами М. В. Ломоносова), то есть внутренним силам планеты, где, по мнению древних римлян, правил Плутон.
Научные споры нептунистов и плутонистов разгорелись в XVIII веке, когда начался быстрый рост геологических знаний. Споры шли с переменным успехом. У каждой из сторон были свои убедительные факты и гипотезы, были и очень сомнительные идеи. Например, нептунисты пытались доказать, будто все горные породы, включая базальты, рождены в воде.
Казалось бы, споры ученых XVIII века канули в Лету: и геология ныне не та, и проблемы иные. Однако отзвуки давних споров можно уловить и в наши дни. Главный вопрос сохранился: какие в основном силы движут земную кору -внешние или внутренние?
Вернадский отдавал явные симпатии внешним силам Земли -- живому веществу, природным водам -- и был, можно сказать, преимущественно нетунистсм. Это закономерно. Ученый наиболее знаменит своими научными трудами, посвященными геохимической роли природных вод, живых существ и человека, то есть сил приповерхностных, проявляющих свою геологическую деятельность почти исключительно в пределах земной коры.
"Теснейшим образом связанная с водой, жизнь имела свое почетное место в созидании окружающей нас природы. Жизнь для нептунистов была огромная сила, а не случайное явление в истории планеты".
По мнению Вернадского, плутонисты ошибочно считали, будто тонкая поверхностная пленка планеты, где существует жизнь (биосфера), теряется в общей массе земного шара и ею можно пренебречь. Подобные ошибочные представления исчезали медленно, но неуклонно. Выяснилось, что все основные геологические процессы захватывают только наружную часть планеты -- земную кору.
"Геохимические циклы химических элементов есть явление поверхностное. Внутренность планеты для них как будто не существует.
Тот же факт не менее ясно выявляется из изучения не самих циклов, но энергии, вызывающей их в течение геологического времени. Большая часть этой энергии, а может быть, и вся энергия есть энергия земной поверхности".
"Вулканические явления, как мы знаем, не находятся ни в какой связи с земными глубинами..."
Да ведь наш великий ученый явно преувеличивал роль внешних сил! возразят, пожалуй, многие из современных геологов. В данном случае мы имеем дело с ошибкой, а не с предвидением. Прошли годы, и наиболее популярной стала теория передвижения плит земной коры, причем причины движения, хотя и не выясненные окончательно, безусловно связаны с активностью глубочайших недр, вплоть до самого ядра Земли.
Так-то оно так, но, может быть, Вернадский смотрел дальше -- в будущее?
Сейчас очень трудно судить об этом объективно. Всегда существуют общепринятые в науке мнения, кажущиеся современным ученым очевидными. Проходят годы, и с этим поколением ученых незаметно отходят в прошлое их идеи. А до тех пор метод убеждения чаще всего бесполезен.
Скажем, есть ли какие-нибудь новые факты, опровергающие мнение Вернадского об инертности примерно девяти десятых объема планеты, начиная с глубин, превышающих восемьсот-тысячу метров? Таких фактов нет. К этим глубинам затухает сейсмическая активность (а она, как считается, свидетельствует о перемещении глубинного вещества); очаги вулканов располагаются еще выше.
Предположим, нам недостаточно хорошо известны некоторые процессы, протекающие в земной коре. Но ведь о глубоких недрах мы и вовсе почти ничего не знаем. Имеет ли смысл объяснять то, что известно плохо, тем, что вообще неизвестно? Не напоминает ли обращение к глубоким недрам в поисках решения проблем земной коры ссылку на могучего и умелого бога Плутона, руководящего "снизу" жизнью земной поверхности?
В геологических процессах, определяющих облик нашей планеты, ведущая роль принадлежит воде, жизни, человеку. Здесь господствует солнечная энергия (в низах земной коры -- энергия радиоактивного распада). Так считал Вернадский. В наше время не существует, повторяю, ни одного факта, противоречащего этим его взглядам. Единственное, быть может, возражение вызывает некоторое преувеличение роли радиоактивной энергии в жизни глубоких горизонтов земной коры.
Гипотезы об активности мантии и ядра существуют и пользуются успехом. Так же как имеются гипотезы о внешних космических силах, деформирующих земной шар, вызывая коренные изменения рельефа.
Какую точку зрения следует считать верной?
Уместно вспомнить слова Вернадского, сказанные по другому поводу, но очень подходящие в данный момент: "Я думаю, что натуралист должен здесь останавливаться в своей научной фантазии и должен оставить эту проблему, как и многие другие, будущим ученым. Он не должен забывать, как это ярко выразил в конце своей жизни Ньютон, что для массы вопросов, которые он может ставить и предчувствовать, он является мальчиком, строящим на морском песке детские постройки вместо грандиозных проявлений реальности. Пройдут поколения, и другие решат их снова, очутившись мальчиками перед новыми вопросами..."
НАТУРАЛИСТ
Время универсальных гениев прошло. Не потому, что люди изменились. Просто наука теперь не та.
В XVII и XVIII веках энциклопедистами были почти все крупные мыслители. Великий физик Ньютон разрабатывал основы дифференциального исчисления, описывал законы движения небесных тел и назвал свою главную работу "Математические начала натуральной философии". Название соединяет три гигантских области знания: математику, природоведение, философию.
Ломоносов не ограничивался науками (геология, химия, физика...), занимаясь поэзией, живописью. Поэт ГJте был философом и натуралистом. Сказочник Гофман сочинял музыку, дирижировал оркестром, был художником, а еще вдобавок профессиональным юристом...
В начале XIX века можно было быть физиком, биологом, математиком, химиком. Скажем, Чарлз Лайель был геологом. Пояснений не требуется. Геолог в те годы изучал строение и изменения каменной оболочки нашей планеты. Или, по словам Лайеля, физическую географию прежних эпох.
До сих пор принято говорить: физик, геолог. Однако теперь это мало что объясняет. Науки необычайно разрослись. От основного ствола традиционных областей знаний отделилось множество ветвей, появились сотни новых наук и учений.
Науки растут, подобно деревьям. Сначала оформляется ствол, основная опора, где сходятся корни, связывающие данную область знания с другими. От ствола отчленяются ветви. От них, в свою очередь, новые. Наконец, пышная крона скрывает от внешнего наблюдателя и ствол, и основные ответвления.
Так происходит со многими науками. В конце концов семья наук образует нечто подобное тропическому лесу: сплошное переплетение ветвей; подчас нельзя разобраться, где кончается одно дерево и начинается другое.
Современный ученый обычно исследует какое-либо одно ответвление одной из ветвей науки. Например, ископаемые растения. И не за всю геологическую историю, а только в каменноугольный период. И не все растения, а одну или несколько групп. Геохимик изучает не геологическую историю всех химических элементов, а какого-нибудь одного из них или нескольких. И не во всех минералах и горных породах, а, скажем, в осадочных. Или даже только в глинистых осадочных породах. Существуют общие работы. Они почти исключительно, как говорится, компилятивные, использующие сведения, полученные из чужих рук, из книг и статей других специалистов. Чаще всего компилятивные работы служат неплохими учебниками для студентов. От переднего края науки они отстают на добрый десяток лет.
Негласный завет современному ученому: занимайся своим делом. Или: не выходи за рамки своей специальности. Или: не лезь в чужие науки.
Оправдание таким советам вполне убедительное. По каждой отдельной отрасли науки публикуются ежемесячно десятки статей и несколько монографий. Специалисты периодически обмениваются мнениями на симпозиумах, конференциях, заседаниях, совещаниях. Дополнительно требуется следить за некоторыми событиями в смежных науках. С каждым годом издается все больше и больше трудов, а через десять-двенадцать лет число их удваивается. Ясно, как трудно ученому оперативно следить за потоком литературы по своей специальности.
Занятие наукой напоминает плавание против течения: чтобы держаться на одном месте, не смещаясь назад, требуется затрачивать немалые усилия. Поток постепенно становится мощнее, противодействовать ему все трудней. К тому же в науке не ценится топтание на одном месте. Требуется движение вперед.
Такова хорошо известная закономерность. Следствие ее очевидно: дай бог, если удалось тебе стать хорошим специалистом; хвала и уважение, если сумел продвинуть свою отрасль вперед, обнаружил нечто новое; слава и почет, если посчастливилось обнаружить доселе не известную область знания, открыть новый островок в океане неведомого.
Как тогда оценить научное творчество Вернадского? Вспомним главное: учение о биосфере; основы геохимии; история минералов земной коры; биогеохимия и радиогеология; учение о геологической деятельности человека; исследования геологического пространства-времени; науковедение...
Говорят, все познается в сравнении. Вернадского по широте охвата научных проблем сравнивать, пожалуй, не с кем.
Для него приходится сделать исключение. Неверно считать его только биогеохимиком или даже геохимиком. Геолог? Но ведь он исследовал и земную кору, и всю планету, и жизнь (биолог?), человечество (антрополог, историк?), космос (астроном?)... Конечно, он не был ни биологом, ни антропологом, ни астрономом, Он не занимался какими-то конкретными науками (включая геологические). Он исследовал явления природы и поэтому с полным основанием должен считаться натуралистом.
Вернадский остался как бы в стороне от главного направления науки XX века -- специализации. Он шел своим путем. Даже кое в чем вернулся на позиции науки XVIII века, когда было принято испытывать натуру, проникать мыслию в сущность естества.
Быть может, главнейшее достоинство научного творчества Вернадского -синтез знаний, стремление изучать природные объекты целиком, обобщенно. За полвека до первых космических полетов он сумел увидеть Землю из космоса, не просто как одно из тел Солнечной системы, но глазами геолога, различая континенты и океаны, горные породы и живые существа, человека, минералы, атомы и молекулы.
Подобные "всеобъемлющие" умы бывали в истории человечества до начала XIX века. Можно вспомнить Канта, Ломоносова, Бюффона, Кювье, Гумбольдта, а еще раньше Леонардо да Винчи, Аристотеля. Перешагнуть грань нашего века не удалось ни одному естествоиспытателю-энциклопедисту. Не одному, кроме В. И. Вернадского! Он не просто интересовался многими науками, но и был в каждой из них специалистом, открывателем нового.
Одно из наиболее известных геологических предсказаний Вернадского -гипотеза каолинового ядра и предположение об одинаковой роли в строении многих силикатов и кремния и алюминия (о существовании алюмосиликатов).