Биогеохимическое проявление непроходимой грани между живыми и косными естественными телами биосферы.

128. Биогеохимия вносит в научное изучение явлений жизни совершенно другую трактовку естественных живых тел – живых организмов, биоценозов, живых веществ, разнородных и однородных, и т. п. и сложных косно-живых – биокосных естественных тел – почв, илов и т.

Она вносит новое понимание живой природы, не противоречащее по существу старому, но его дополняющее и углубляющее.

Рассматривая живой организм в аспекте биосферы, она обращается к составляющим его атомам, которые неразрывно связаны с атомами, строящими биосферу. Жизнь проявляется в непрерывно идущих, в происходящих в планетном масштабе, закономерных миграциях атомов из биосферы в живое вещество, с одной стороны, и, с другой стороны, в обратных их миграциях из живого вещества в биосферу. Живое вещество есть совокупность живущих в биосфере организмов – живых естественных тел – и изучается в планетном масштабе, тогда как отдельное неделимое, на которое направлено внимание биолога, отходит на второе место в масштабе изучаемых в биогеохимии явлений. Миграция химических элементов, отвечающая живому веществу биосферы, является огромным планетным процессом, вызываемым в основном космической энергией Солнца, строящим и определяющим геохимию биосферы и закономерность всех происходящих на ней физико-химических и геологических явлений, определяющих организованность этой земной оболочки.

В следующем очерке – о биосфере и ноосфере – я рассмотрю это явление, насколько оно нам сейчас известно *.

129. Рассматриваемый в атомном аспекте и в своих совокупностях живой организм выявляется в биогеохимии в совершенно другом выражении, как совершенно другое естественное тело, чем

^* Более подробно эта тема освещена не в отдельном очерке, а в монографии В. И. Вернадского «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения» (М.: Наука, 1965).– Ред.

158

в биологии, хотя бы биолог изучал его тоже в его совокупностях – биоценозах, растительных сообществах, стадах, лесах, лугах и т. д.

Доходя до атомов химических элементов, до изотопов, биогеохимия проникает в явления жизни в другом аспекте, чем проникает биолог,– в некоторых отношениях глубже, но в других она теряет из своего кругозора важные черты жизненных явлений, выдвигаемых в биологии.

Морфологически-физиологический точный облик живой природы, и живых особей в частности, является в биогеохимии подсобным представлением в явлениях жизни. Биолог ближе подходит к обычному и красочному для нас миру явлений нас охватывающей живой природы, нераздельную часть которой мы представляем. Изучаемая биологическими науками живая природа ближе к нашим чувственным представлениям, чем более отвлеченное, другое ее выражение, которое дается биогеохимией.

Но оно ярко выражает, с другой стороны, такие проявления жизни, которые отходят на второй план в биологическом подходе к явлениям жизни.

Лучше всего это можно видеть в трактовке тел и в других подходах к явлениям жизни естественных природных тел, в частности, таксономических единиц – видов, подвидов, рас, родов и т. п.

Очевидно, все основные выводы биологии – поскольку они основываются на точных научных наблюдениях и опытах и на логически правильно на них основанном установлении фактов и эмпирических обобщений – являются научными достижениями, не могущими находиться в противоречии с биогеохимическими фактами и эмпирическими обобщениями, совершенно так же научно установленными.

Исходя из этого, ясным становится, что все естественные живые тела, отвечающие таксономическим единицам биолога, получают новое выражение, в корне отличающееся от прежнего таксономического выражения биолога, но ему по существу тождественное.

130. Удобнее всего выразить это на частном примере, на каком-нибудь таксономическом делении – роде, чистой линии, подвиде, виде и т. д.

Я остановлюсь на виде.

Вид есть для биолога совокупность морфологически однородных неделимых. Он вполне отвечает в биогеохимии однородному видовому живому веществу биогеохимика.

Для биолога он определяется формой тела, гистологическим и анатомическим строением, физиологическими функциями, характером покровов, явлениями питания, размножения и т. п. Основным является длительность проявления одинаковой морфолого-физиологической структуры организма, путем размножения в течение геологического времени. Биолог видит в этом проявление явлений наследственности. Морфолого-физиологическое точное

159

его описание биологом лежит в основе таксономического его утверждения. Химический состав только начинает серьезно интересовать биолога.

Числовые данные – вес, объемы, размножение, размеры – даются далеко не всегда, даются скорее в качественном их проявлении – изредка, для иллюстрации, количественно: максимальная их точность – числовое среднее выражение и пределы колебаний, численно выраженные – обычно отсутствуют.

131. Для биогеохимика биологический вид определяется прежде всего точными числовыми величинами среднего неделимого, совокупность которых составляет видовое живое вещество, совпадающее с видом биолога.

Все видовые признаки в биогеохимическом выражении, должны быть выражены количественно точно и выражаются в математических величинах – числовых и геометрических. Для геометрического выражения при уточнении работы неизбежно необходимо – и, по-видимому, это всегда возможно – стремиться к количественному его выявлению.

Таким образом, биогеохимический живой организм в своей совокупности должен быть выражен числами.

Эти числа должны относиться к среднему неделимому.

Биогеохимические числа, определяющие вид,– двоякого рода. Одни из них те же, которые может и должен был бы давать и биолог. Они характеризуют морфологически выделенный индивид вида и резко проявляются на отдельном неделимом.

По существу, если бы биолог систематически стремился к количественному выражению изучаемых им явлений, в биологии давно должно было бы скопиться достаточно количественных данных для биогеохимических выводов.

В действительности этого не было. В действительности в истории биологических знаний мы видим, что даже точные стремления замерли для тех количественных признаков вида, которые начинали было обращать на себя внимание биолога. Так, довольно обычное для натуралистов второй половины XVIII века числовое определение среднего веса неделимых, особенно для позвоночных, ослабело в последующем столетии. То же самое надо, может быть в меньшей степени, указать для числа неделимых, создающихся в каждом новом поколении,– количеств, исчисленных на неделимое или на пару неделимых – семян, яиц, живых детенышей.

Сейчас достаточного числа данных, сюда относящихся, в биологии нет, и методика их получений не выработана, а разбросанные числа не собраны и рассеяны в океане, все растущем, качественных выявлений.

Нельзя думать, чтобы такой отход от числа и геометрического образа, по существу с ним связанного, делал работу биолога менее точной и глубокой. Даже скорее при этом она может идти более глубоко, чем работа биогеохимика. Точное описание натуралиста-биолога охватывает области явлений, в которые нельзя

160

идти пока по существу более отвлеченными выражениями действительности. Биолог в своем точном описании берет за исходную индивид, не считаясь с тем, в какой форме он выразит его проявление в других индивидах. Переходя к другим индивидам, он неизбежно дает пределы, в которых данный морфологический признак меняется.

Биогеохимик имеет дело с совокупностями и со средними – статистическими – выражениями явлений. Он обращает при этом основное внимание на математическое выражение явлений: выражение средними числами или геометрическими образами. Неизбежно при этом явление сглаживается и ряд проявлений, наблюдаемых биологом, биогеохимиком не охватывается.

Биолог в своем стремлении выразить явления жизни, исходя из живого неделимого, шел, качественно уточняя разнородное, шел вглубь и дошел до предела глазу видимого. Пределом является длина волны лучистых колебаний – ультрафиолетовых – невидимой глазу части спектра *.

Обращая внимание на отдельное неделимое, на нем устанавливая изучаемые им правильности, и исходя из повторного наблюдения, биометрически доходя до среднего, биолог по существу может проникать глубже и охватывать стороны жизненных явлений, которые остаются вне биогеохимического подхода к изучению жизненных явлений. При таком подходе, когда опираются на «средние» неделимые (§ 129) биогеохимии, многие важные проявления неделимого сглаживаются.

Но биогеохимия может к этим упущенным явлениям подходить в другом аспекте, получить возможность их улавливать, изучая их в ходе геологического времени. Так они проявляются, например, в процессе перехода биосферы в ноосферу и в дочеловеческих стадиях, современной биосфере предшествовавших.

132. Между биологическим и биогеохимическим описанием живых естественных тел – если они правильно сделаны – противоречий быть не может.

Как видно из предыдущего, биогеохимия дополняет работу биолога, внося в исследование явлений жизни такие ее проявления, которых мало или совсем не касались биологи. Ее данные гораздо более отвлеченные, чем конкретные и многогранные описания биолога.

Это есть общее следствие всякого вхождения в описание живой природы, математического ее охвата. Ибо при таком охвате неизбежно принимаются во внимание только некоторые основные черты явлений, большая же часть описываемых при качественном его выражении признаков, как усложняющих, второстепенных частностей, отбрасывается.

Биогеохимия исходит из атомов и изучает влияние атомов, строящих живой организм, на геохимию биосферы, на ее атом-

^* Применение электронного микроскопа существенно отодвинуло предел видимой части спектра.– Ред.

161

ную структуру. Из множества признаков живого организма она выбирает немногие, но это будут как раз наиболее существенные в их отражении в биосфере.

Определяя все явления живого организма и его самого точно – химически, геометрически и физически, она сводит организм на меру и на число, точно определенные, что позволяет сводить его к числовым константам. Число этих констант для каждого вида незначительно.

Биогеохимия определяет живое вещество – видовое, в частности – следующими числовыми константами:

1) Среднее число атомов, в среднем неделимом вида, для всех химических элементов, входящих в данное живое вещество. Эти числа получаются точным химическим количественным анализом. Можно выразить их и в процентах числа атомов и в процентах их веса. Количественно атомов (или их вес) должно относиться к среднему организму.

2) Средний вес среднего неделимого – получается взвешиванием достаточного количества неделимых.

3) Средняя скорость заселения биосферы данным организмом, благодаря его размножению. Эта константа заселения планеты может быть выражена или в числе неделимых или в весе создаваемого в единицу времени нового нарождающегося потомства. Это важнейшая константа, отвечающая биогеохимической энергии. Ее значение связано с тем, что она численно связывает миграцию элементов любого вида организмов в природных условиях его жизни, учитывая быстроту создания новых поколений данных видов и предельную плоскость поверхности, на которой такое создание может иметь место – с планетой, с биосферой.

Этим путем вводится число, характеризующее таксономическую единицу, величина, связанная со свойствами планеты и со свойствами данного организма.

Эти три рода величин, получаемые наблюдением, легко могут быт выражены в виде числовых характерных констант.

Для первых двух это совершенно ясно, и легко договориться о форме этих констант, об их числовых выражениях.

Надо при этом иметь в виду, что биогеохимик изучает совокупности организмов во внешней среде. Средой для него является биосфера, которая имеет строго определенные размеры, почти неизменные или неизменные в геологическом времени. Если они в геологическом времени и изменяются, то для живых организмов, жизнь которых идет в пределах исторического времени, они могут быть в наблюдениях приняты без заметной ошибки, исчезающими в средних числах совокупностей (живых веществ), неизменными. В действительности биосфера является единым целым, большим биокосным естественным телом, в среде которого идут все биогеохимические явления. Среднее число атомов и вес живого однородного вещества зависят всецело от строения биосферы, но для данных констант, по методике их установления, размеры биосферы могут не при-

162

ниматься во внимание. Я вернусь к этому ниже более подробно.

Иначе принимается число для средней скорости заселения биосферы данным однородным живым веществом. В него надо ввести размеры биосферы.

133. Но эти три рода констант не охватывают всех биологических проблем, с которыми должен считаться биогеохимик и которые он пытается полно выразить числом.

Есть еще одно основное явление, мало охваченное научной работой и научной мыслью, для которого в данный момент нет простого и удобного числового выражения. Однако числовое выражение его возможно и биогеохимия не может без него обойтись.

Извилистым, сложным ходом истории научного знания биогеохимик подошел здесь к новой научно не обработанной области явлений, далеко выходящей за пределы точно определенной области биогеохимии.

Как это нередко бывает, он в таком случае должен пытаться сам создать числовое выражение для этих новых явлений, к которым так конкретно – в точной наблюдательной и экспериментальной работе – он подошел. Он не может идти дальше, не расчистив себе предварительно путь.

Это явление правизны-левизны, которые остались вне обработки научной и философской мыслью. Даже геометрически это явление едва затронуто. А между тем это несомненно одно из важных геометрических свойств реального пространства, наблюдаемого в космосе, на свойствах которого строится геометрия. Правизна и левизна, однако, не всегда наблюдаются в геометрии. Они свойственны только некоторым формам геометрии и, например, не проявляются в геометриях четных измерений. Точное исследование геометрии правизны и левизны имеет огромное значение для углубления биогеохимической работы.

Первым Пастер *, исходя из опыта и наблюдения, уловил в 1860–1880-х годах его основное значение в биохимических процессах и его корни вне круга жизни в космическом аспекте **. Он выдвинул одно из проявлений левизны-правизны, так называемую диссимметрию ***.

К сожалению, это название, очень неудачное, связанное с кристаллографическими представлениями первой половины XIX столетия, внесло путаницу в научную мысль, так как оно не

^* L. Pasteur. Oeuvres, v. 1, Paris, 1922.

^** См. В. И. Вернадский. Биогеохимические очерки (1922–1932). М.–Л., 1940, с. 188–195. Хотя Пастер был далеко впереди своего времени и в кристаллографии, ибо он хорошо знал работы Браве, который гораздо позже повлиял на научную мысль вне Франции.

^*** Странным образом это слово было, главным образом, в немецкой литературе, записано словом асимметрия. Но асимметрия отвечает отсутствию симметрии (в однородных структурах она отвечает гемиэдрии триклинной системы). Эта номенклатура, которой, идя вслед за немцами, пользуются и у нас в научной литературе, очевидно, должна быть отменена, так как она вносит путаницу.

163

охватывало всего явления в целом, как его правильно понимал Пастер и как это не вытекало из диссимметрии в кристаллографическом ее определении.

В действительности, мы имеем дело здесь с особыми геометрическими и физическими свойствами пространства, занятого живыми организмами и их совокупностями, и в биосфере только им свойственного *.

Я буду в дальнейшем употреблять для его изложения термин, внесенный П. Кюри – состояние пространства,– уточнивши его, однако. Можно сейчас сказать, что Пастер открыл существование для живых организмов особого, иного, чем обычное физически-геометрически характеризуемое, состояние пространства – состояния левизны и правизны. Это состояние пространства существует в биосфере только для явлений жизни, то есть в живых и в биокосных естественных телах **.

Удобно в этом смысле, поскольку мы говорим о реальных явлениях, избегать, когда это возможно, понятия жизнь и заменять его в биогеохимии особым состоянием пространства – состоянием правизны-левизны живых естественных тел – живых веществ – и той части биокосных естественных тел, которая из них состоит.

134. Это позволяет нам избавиться от огромного исторически сложившегося наследия научных определений и исканий, связанных с философскими и религиозными построениями. Они глубоко проникают научную биологическую мысль, больше чем какую-нибудь другую область естествознания. Это и понятно, так как дело идет об области явлений, в которой наряду с наукой, философия и религия еще недавно занимали господствующее положение, а сейчас охватывают ее по каждой теме. Это давало научной работе известную социальную силу и интерес, но еще больше ослабляло и искажало научное искание.

Чем меньше будет влияние философии и религии, тем свободнее и производительнее может двигаться научная мысль в этой области научного знания.

Основной причиной такого влияния, особенно философии, является искание и объяснение свойств «жизни». Жизнь, взятая как единое целое, рассматривается при этом не как совокупность живых организмов, живых естественных тел,– а как особое проявление чего-то, в природе ярко выявленное прежде всего в живых организмах, но может быть не только в них имеющее место.

Мне кажется, что допущение жизни как особого свойства, могущего проявляться вне конкретной связи с функциями живого

^* Пастер не связывает с «правизной» и «левизной» человека. [Более подробно В. И. Вернадский писал об этом в неоднократно опубликованной статье «Правизна и левизна».– Ред.].

^** В вопросе свойственности правизны – левизны только живому веществу и его производным В. И. Вернадский оказался не вполне прав. Это явление обнаружено в ряде случаев в неорганическом (косном, по В. И. Вернадскому) веществе, в частности при изучении мира элементарных частиц материи.– Ред.

164

организма, открывает широкий простор в биологии проникновению в нее философских, не говоря уже о религиозных, мистических представлений. Вся биология до сих пор проникнута извне проникшими в нее допущениями – безразлично будут ли то душа, духовное начало, жизненная энергия, энтелехия, жизненная сила – безразлично. Подставляя эти особые жизненные свойства вместо конкретных данных опыта и наблюдения, вместо живых естественных тел – живых существ или живых веществ (то есть совокупностей живых существ), биолог незаметно для себя вводит в науку огромную область представлений, создавшихся вне точного знания, в огромной области гуманитарных наук и философии.

Конечно, в действительности точный натуралист-исследователь никогда не выходит за пределы живого организма и изучает жизнь только постольку, поскольку она проявляется в строении и свойствах живых организмов. Но наряду с этим при таком расширении понятия жизни допустимы и другие представления о месте ее проявления, с которыми приходится считаться. Такие представления имели место в натурфилософских исканиях и в научных исследованиях над спиритическими, психологическими и парапсихическими явлениями. Так как они могут изучаться на отдельном живом существе, их отсутствие априори не может считаться доказанным, и ученый, в этих условиях работающий и ясно это сознающий, обязан проверить, существует ли указанное явление. Вопрос может быть решен не логическими рассуждениями и не историческими изысканиями, но только точно поставленным научным опытом и наблюдением. До сих пор опыт давал отрицательный результат с точки зрения спиритуалистических объяснений, но открываются явления, указывающие на существование свойств живых организмов, не зарегистрированных точным знанием.

Это дает возможность неправильного переноса этих достижений, как указаний на существование особых свойств жизни. В действительности это только указывает на существование новых свойств живого естественного тела. Область научного знания есть область по своей структуре чрезвычайно сложная и не всегда легко в ней отделить то, что основывается на точных фактах и на логических из них выводах, и то, что является гипотезой, интуицией или исторически вросло в нее из чуждой науке среды философии или религии, в которых лежат корни этих представлений.

Представления о жизни, не связанные с живым организмом или с его совокупностями, или косвенно с ними связанные, имеют тем более право на существование, что диапазон жизненных проявлений живых существ чрезвычайно велик и что все наши знания неразрывно связаны с наиболее глубокой и мощной нервной организацией представителя жизни Homo sapiens. При этом приходится различать проявление живого организма в двух аспектах – в проявлении совокупностей живых организмов, как

165

это имеет место в биогеохимии, и, во-вторых, в проявлении отдельных особей – для человека, отдельной личности, в ряде случаев резко отходящих от среднего уровня. В значительной степени, исходя из проявлений, свойственных человеку, и сознавая или принимая основную тождественность проявлений жизни для всех живых организмов, создалась в науке огромная область наук гуманитарных, в которых на первое место становятся такие проявления живых организмов, которые для подавляющего большинства их не существуют, а часто свойственны только человеку.

Явления, изучаемые биогеохимией, имеют дело только с совокупностями организмов и при изучении их нет никакой надобности выходить за рамки явлений, с совокупностями связанных. Здесь мы можем совершенно спокойно выделить как общее свойство жизни, понимая под ней совокупности живых организмов, особое состояние пространства, ею занятого.

И однако мы сейчас встречаемся с необходимостью в биогеохимии сталкиваться с такими проявлениями живых веществ в биосфере, в которых отдельная личность человеческой совокупности может оказывать огромное влияние на процессы, идущие в биосфере. Это как раз имеет место в настоящий исторический момент, когда мы изучаем переход биосферы в ноосферу. Мы изучаем здесь влияние в геологическом процессе научной мысли и в этом случае нередко мысль и воля отдельной личности может резко изменять и проявляться в природном процессе.

135. Представление о живом веществе в биогеохимии, то есть в совокупности живых естественных тел, должно быть выражено так же, как давно это сделано для косных естественных тел, должно быть всецело построено на точных числах. Для косных тел (например, для астрономических наблюдений) это начали тысячелетия назад, но для химических и физических свойств, для описания минералов, географических явлений и т. п. это было сделано только за последние три столетия. Со второй половины XIX в. такой охват косных естественных тел биосферы стал общеобязательным – частично захвачены животные и растения,– и количество полученных чисел неудержимо растет и исчисляется миллионами.

В биогеохимии это будут числа веса живого вещества, числа атомного и весового его состава, числа размножения, биогеохимической энергии (заселения планеты), количественно выраженная правизна и левизна.

Когда так полученное представление о живом веществе было сравнено с численно выраженными косными (или биокосными) естественными телами биосферы, выяснилась сразу, во-первых, возможность такого сравнения, логически не вызывающая и раньше сомнения, и, во-вторых, существование резкого, материального энергетического различия между живыми и косными естественными телами. Нет в биосфере процессов, где бы это различие исчезло. При наличии непрерывного биогенного обмена атомов и энергии между живыми и косными естественными тела-

166

ми биосферы, существует целая пропасть в их строении и свойствах.

Это различие есть научный факт, вернее научное обобщение. Следствием из него является отрицание возможности существования самопроизвольного зарождения живых организмов из косных естественных тел в условиях современных и существовавших в течение всего геологического времени, то есть в течение 2 миллиардов лет *.

Это до сих пор – под влиянием философских, но не научных соображений – не сознается многими учеными и широко распространено в философской и популярной научной литературе. Сотни лет – и посейчас – идут попытки опытов над абиогенезом.

В биогеохимии отсутствие перехода является эмпирическим научным обобщением, а не гипотезой или теоретическим построением.